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细微的纳米机器人能自动地感应及修复小到我们看不见的破损电路

这些小"机器人"实际上是由金和铂所做成的粒子: arleksey/Shutterstock

下一次的科学大革命，可能来自非常小的世界。纳米科技有可能持续改变我们操控我们周遭世界的方式，从使用石墨烯来创造出原子般薄的夜视隐形透镜，到将水藻选为运送化疗药物到身体的特定部位。

一项发表于纳米通讯(Nano Letters)的新研究，可能代表了纳米尺度世界的下一个大跳跃。研究人员已经揭露他们如何创造出不可思议的小机器人，自动地修补完成断裂和裂缝。他们展示出他们的纳米级观察新创物正在修补破损的电路，但它们也能够被用来修补生物系统的眼泪，包括我们自己(人类)。

作者写道："这样一个以纳米马达为基础的修复系统，代表着朝向了解仿生纳米系统(biomimetic nanosystem)重要的一步，能独立自主地感应及反应环境的改变。这个修复系统有一个"很广阔的应用范围，从自我修复电子学，到标靶药物的传递。"

双面不对称粒子(Janus particle)，由简单的化学提供动力，自动地驶向裂缝处。Li et al./Nano Letters

纳米机器人(Nanobot)实际上不是一项新发明。回到2012年，一项发表的研究展示DNA折叠术(DNA origami)，折叠过的DNA节段被用来形成3D结构，能够被做成动态地改变形状，来攻击肿瘤。一些这类的折叠结构能够被用来当作”特洛伊木马(Trojan horse)”，渗透入有抗药性的血癌细胞，并从内部杀死它们。

对于这项新研究，来自加州大学圣地牙哥分校和匹兹堡大学的研究人员，专注他们的努力在纳米机器人修复的能力，而非破坏。

当你实在很不幸地受伤流血，你血液里的血小板立刻知道你受伤，并且赶紧地在一起凝结伤口。研究小组很好奇他们是否能创造出一个纳米机器人，来对受损的电路做相同的事。因此，他们开始利用”双面不对称(Janus)”粒子，由两个有特色的化学半球体所组成，来创造出纳米机器人。

在这个例子，粒子的一边是金，另一边是铂。当倾倒入过氧化氢溶液，铂半球体会起化学反应，释放出一束的氧。这一束的氧强到足以经由溶液来移动这些粒子，全部是数千倍小于人类头发的宽度，仿佛它们在使用微型喷射背包。

纳米机器人聚集到裂缝里 Li et al./Nano Letters

在做出双面不对称粒子和过氧化氢的混合物后，研究人员设置一个基本电路，设计成以电池来让LED发光。然后，他们划破线路，留下一个头发宽度十分之一的伤口，使得它无法让LED发光。最后，研究小组倒入双面不对称粒子溶液，30分钟后，发现LED再度亮起来。

研究人员正确地预测，当铂半球体端经由溶液来推进纳米机器人时，金半球体端会被吸引到在电路上由划破所造成的”活力井(energetic well)”，并且在裂缝里串叠起来。由于这两种金属(金和铂)能导电，在有足够的数量聚集在一起之后，线路被有效地修复。

如果研究人员以这个观念为基础，是为了创造出一个生物上的等效物(在此指血小板)，使用纳米机器人溶液来治疗很深的伤口，应该不会太久了。