悉尼大學(xué)的納米研究所近日宣布了一項突破性的科學(xué)進(jìn)展，Minh Luu博士與Shelley Wickham博士攜手，成功研發(fā)出了一種全新的可編程納米機器人。這種機器人不僅在抗癌藥物遞送領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力，還為響應(yīng)性材料和節(jié)能信號處理技術(shù)的革新開辟了道路。
該成果在《科學(xué)?機器人》雜志上發(fā)表，引起了廣泛關(guān)注。Luu和Wickham博士團(tuán)隊利用“DNA折紙”技術(shù)，通過DNA的自然折疊能力，構(gòu)建出了一系列創(chuàng)新性的生物結(jié)構(gòu)。這種技術(shù)不僅為納米級物體的設(shè)計提供了全新的思路，還使得復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)的組裝成為可能。
作為初步驗證，研究團(tuán)隊成功創(chuàng)建了50多種納米級模型，其中包括形象生動的“納米恐龍”、活潑靈動的“跳舞機器人”，以及細(xì)致入微的澳大利亞地圖微縮版，其寬度僅為150納米，相當(dāng)于人類頭發(fā)絲的千分之一。這些模型不僅展示了技術(shù)的精準(zhǔn)度，也預(yù)示著未來應(yīng)用的無限可能。
研究的重點在于模塊化DNA折紙“體素”的創(chuàng)建，這些體素可以被視為三維空間中的像素，能夠組裝成更為復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)。這種可編程的納米結(jié)構(gòu)可以根據(jù)特定需求進(jìn)行定制，從而快速生成各種形態(tài)的原型配置，為合成生物學(xué)、納米醫(yī)學(xué)和材料科學(xué)研究提供了強大的工具。
Wickham博士將這一過程比作使用兒童工程玩具M(jìn)eccano或構(gòu)建鏈狀貓窩，但不同的是，他們使用的是納米級的生物學(xué)結(jié)構(gòu)。Luu博士則強調(diào)，他們創(chuàng)造的是一種具有可調(diào)節(jié)性能的新型納米材料，這些材料不僅可以用于制造能夠響應(yīng)環(huán)境變化的光學(xué)特性變化的適應(yīng)性材料，還可以被設(shè)計成自主尋找和摧毀癌細(xì)胞的納米機器人。
為了實現(xiàn)體素的組裝，研究團(tuán)隊引入了額外的DNA鏈作為可編程的連接點，這些連接點就像不同顏色的魔術(shù)貼，只有當(dāng)“顏色”（即互補的DNA序列）匹配時才能相互連接，確保了構(gòu)建過程中結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性和特異性。這一技術(shù)為實現(xiàn)精準(zhǔn)藥物遞送提供了可能。
借助DNA折紙技術(shù)，科學(xué)家可以設(shè)計出對特定生物信號敏感的納米載體，這些載體能夠在預(yù)定的時間和地點釋放藥物，從而極大地提高了治療效果，并減少了副作用。研究團(tuán)隊還在探索能夠?qū)ν饨绱碳ぷ鞒龇磻?yīng)的新材料，這些材料能夠根據(jù)負(fù)載變化、溫度或酸堿度等因素調(diào)整自身屬性，有望在醫(yī)療、計算和電子等多個行業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
Wickham博士表示，這項工作的成功讓他們能夠想象一個由納米機器人主導(dǎo)的世界，無論是治療人體疾病還是構(gòu)建未來的電子設(shè)備，這些微小的機器人都將發(fā)揮重要作用。這一創(chuàng)新成果不僅展示了科技的力量，也為人類未來的健康和生活帶來了無限希望。
