纳米机器人3课件.ppt

纳米蜘蛛的体长只有4纳米，需要高倍电子显微镜才能看见，因为10万个这样的纳米蜘蛛排成一串也比人类头发直径还小。正因为纳米蜘蛛如此微小，它可以穿越人体任何组织和器官，包括最细小的毛细血管和神经末梢，而不会导致这些细小管道的阻塞。纳米蜘蛛可以在人体内的“大街小巷”内随意穿梭，及时发现人体内出现的异常情况，因此堪称人体内的“微型警察”。 2012年7月，美国佛罗里达大学研究人员开发出一种微小的“纳米机器人”，可经过编程关闭基因生产线上产出的疾病相关蛋白质，已经能够100%地杀灭丙肝病毒了，将细胞水平治疗疾病向前推进了一步。相关论文发表在美国《国家科学院学报》上。 据负责给药的DNA纳米机器人可能在20年内获准在人体内使用。哈佛大学维斯生物工程研究所的肖恩·道格拉斯和研究人员正在研制的医用纳米机器人携带的战斗部仅有分子大小，能够发现并袭击癌细胞。 * *  Nanoscale robots Introduction 诺贝尔奖获得者Richard Feyneman在六十年代曾经预言：如果我们对物体微小规模上的排列加以某种控制的话，我们就能使物体得到大量的异乎寻常的特性，就会看到材料的性能产生丰富的变化。他所说的材料就是现在的纳米材料。??? 纳米材料是指晶粒尺寸为纳米级(10-9米)的超细材料。它的微粒尺寸大于原子簇，小于通常的微粒，一般为100~102nm。它包括体积分数近似相等的两个部分：一是直径为几个或几十个纳米的粒子，二是粒子间的界面。前者具有长程序的晶状结构，后者是既没有长程序也没有短程序的无序结构。??? Nano materials Medical nanoscale robots 医用纳米机器人目前还处在试验阶段，大到长几毫米，小到直径几微米；但可以肯定的是，未来几年内，纳米机器人将会带来一场医学革命。 　 许多工程师、科学家和医生都认为，医用纳米机器人有着无限的潜力——而其中最有可能的包括：治疗动脉粥样硬化、抗癌、去除血块、清洁伤口、帮助凝血、祛除寄生虫、治疗痛风、粉碎肾结石、人工授精以及激活细胞能量，使人不仅保持健康，而且延长寿命。 图中描述的是一个纳米机器人正在进入红细胞 纳米机器人血管清淤动画 2010年5月，美国哥伦比亚大学的科学家成功研制出一种由脱氧核糖核酸(DNA)分子构成的纳米蜘蛛机器人，它们能够跟随DNA的运行轨迹自由地行走、移动、转向以及停止，并且它们能够自由地在二维物体的表面行走。这种纳米蜘蛛机器人只有4纳米长，比人类头发直径的十万分之一还小。 虽然之前的纳米机器人也实现了行走功能，但不会超过3步。而纳米蜘蛛机器人却能行进100纳米距离，相当于50步。科学家通过编程，让其能够沿着特定的轨道运动；这一进展的强大之处在于：一旦被编程，纳米蜘蛛机器人就能够自动完成任务，而不需要人为介入。他们认为：纳米蜘蛛机器人可以用于医疗事业，以帮助人类识别并杀死癌细胞以达到治疗癌症的目的，还可以帮助人们完成外科手术，清理动脉血管垃圾等。 Nano spider robot 在二维物体表面行走的“纳米蜘蛛”机器人 纳米蜘蛛机器人复制出了另一个机器人，继而被染成绿色，并朝红色目标移动 图中描述的是纳米机器人正在寻找入侵的病毒 科学家对这种机器人进行了不断的改进，并取得了突破性的进展，它现在可以从多种渠道来检测疾病指标，例如mRNA、微核糖核酸(miRNA)、蛋白质以及多种小分子。 　 科学家的目标是：在未来创造大量这种纳米机器人，让它们自动且不间断地在身体内巡逻，寻找各种疾病信号。由于可以从多种渠道直接探测疾病指标，所以诊断更为精确。 每一种新科技的出现，似乎都包涵着无限可能。用不了多久，个头只有分子大小的神奇纳米机器人将源源不断地进入人类的日常生活。中国著名学者周海中教授在1990年发表的《论机器人》一文中就预言：到21世纪中叶，纳米机器人将彻底改变人类的劳动和生活方式。 　 最后值得一提的是：未来学家认为，到了21世纪下半叶，将人同计算机绝对而清楚地区分开来将变得毫无意义。一方面，人类将拥有经过纳米机器人技术大大扩展了的生物大脑；另一方面，人们将拥有纯粹的非生物大脑，后者是功能大大增强了的人类大脑的复制品。毫无疑问，有了经过功能改善的大脑，我们将创造出无数与纳米机器人技术融合的更新的技术。届时，人类将进入一个新天地，成为地道的“新人类”。