logo 首页 > 快讯 > 正文

港大研发光控纳米机器人

2016-10-24

【文汇网讯】(记者 黎忞)经典科幻电影《奇妙旅程》(Fantastic Voyage)中,科学家驾驶着被缩小至微型的纳米潜艇,深入人体中修复受损的大脑,执行不同的指令,科学家快要将之变成现实。香港大学化学系助理教授唐晋尧领导的团队研发出全球首个光控纳米机器人,它只有几微米,约为发丝的1/50,与人体血细胞大小若若。专家拟将之应用于生物医学范畴,先把它注入人体,以光引导其移动,以去除癌细胞或输送标靶药,预计机器人约在十年后可投入实际应用。

发展生物医学应用超微型纳米机器已成科学界潮流,今年诺贝尔化学奖的3名得奖科学家正是从事「分子机器的设计和合成」研究,供日后研究组合成更复杂的分子机械,应用于单分子包括蛋白分子等的操作。

唐晋尧解释指,设计纳米机器人的其中一个难题,是如何让它感知并对周遭环境作出反应。由于这些纳米机器的大小通常只有几个微米,要将普通的电子传感器和电路整合到纳米机器人中,极其困难且成本高昂。目前研究人员普遍是透过注入磁性材料,利用外部磁场控制纳米机器的运动方向。

唐晋尧团队以3年多研发的光导向纳米机器人,用光能作为驱动力,并能以光引导机器人活动。团队受趋光性的绿藻所启发,绿藻可感受光线的射入方向和强度变化,朝着光源运动以便进行光合作用。他们研发的新型机器人,以纳米树作结构,并由硅和二氧化钛组成,这两种半导体材料理论上无害,成本便宜又感光,故可透过光控制机器人移动方向。唐晋尧补充指,同时研究人员可利用编程,控制机器人的移动路径,提升准确性。

纳米机器人体积细小,与人体血细胞大小相若,有望应用在医疗用途,包括非入侵性治疗,去除肿瘤细胞或输送标靶药物。唐晋尧预计机器人可切除癌细胞,或直接向细胞输入药物等,「相比其他治疗方式会杀死癌细胞和健康的细胞,纳米机器人治疗可更为有效,减少对病人的伤害。」

不过,虽然硅和二氧化钛分别可在2至6个月后在人体分解,但研究中与机器人配合的液体对人体有害,故研究人员未来仍要研发更高效且更与生物相容的纳米机器人系统,最快可能要在十年后才能实际应用。上述的研究成果刚于本月的科学期刊《自然─纳米技术》中发表,当中展示了纳米机器在不同的光控程式下活动。

责任编辑:星空

新闻排行
图集
视频