纳米级别螺旋桨精子助推器 帮精子顺利达到目的地
科学家制成迄今最小纳米螺旋桨 可治疗特殊疾病
日前,由以色列和德国科学家组成的研究小组宣布,他们成功制造出一个直径只有70纳米的螺旋桨形推进器。据了解,这种纳米螺旋桨的尺寸只有人类血液细胞的百分之一。未来有望用于药物的精确投递和某些特殊疾病的治疗。
以色列科学家制成迄今最小纳米螺旋桨
如果您认为世界上最精妙细微的部件是手表中细小的齿轮和组件的话,您就OUT了。日前,由以色列和德国科学家组成的研究小组宣布,他们成功制造出一个直径只有70纳米(一纳米即十亿分之一米,相当于一根头发直径的5万分之一)的螺旋桨形推进器。这种纳米螺旋桨的尺寸只有人类血液细胞的百分之一,能在水和模拟人体组织的凝胶中自由穿行。该技术未来有望用于药物的精确投递和某些特殊疾病的治疗。相关论文发表在《美国化学学会·纳米》杂志上。
近年来,纳米机器人的研究日渐升温,而制造纳米机器人的第一步就是要解决它们的动力问题。报道称,这个由以色列理工学院罗素·贝里纳米科技研究所、德国马克斯·普朗克智能系统研究所和德国斯图加特大学物理化学研究所的科学家参与的研究项目,采用了螺旋桨式解决方案。整个螺旋桨由硅和镍制成的细丝组成,直径70纳米,长400纳米,在体外通过磁场驱动。
德国马克斯·普朗克智能系统研究所的皮尔·费希尔说,如果将这个纳米螺旋桨的直径与一个人类血液细胞相比,前者只有后者的百分之一。这些螺旋桨是如此之小,以至于在进入工作环境后会受到附近分子运动(布朗运动)的影响。
在制造出这种纳米螺旋桨后,该团队就已确定它们能够在水中移动,因此是否能够在活的有机体中自由移动才是实验测试的关键所在。为了更加逼真地模拟有机体,他们采用了一种名为透明质酸凝胶的物质进行测试。透明质酸又名玻璃酸、玻尿酸,是一种酸性黏多糖。这种物质在人体组织间、关节头的滑液中和眼球内的玻璃质中广泛存在,能起到黏合、润滑和保护的作用。
由于透明质酸凝胶中包含有网眼状的蛋白质,这种蛋白质有可能会挡住纳米螺旋桨的去路;而这种纳米螺旋桨也实在是太小,很容易受到周围环境的影响。实验开始前,研究人员多少有些担心。但结果完全打消了他们的顾虑:实验显示,与纳米螺旋桨尺寸大体相当的蛋白质网眼非但没有对螺旋桨的前进造成阻碍,还显著提高了它们的推进速度,让整个过程非常顺利。
费希尔说,有望最先使用到这项技术的可能是药物的精确投递。例如,可以让这种纳米螺旋桨携带药物或活性分子移动到一个精确的位置,再将其释放;或者用其进行小剂量放射治疗等。总之,这项技术为人们提供了无限广阔的想象空间,还有更多的应用待科学家们去开发。
激光链接纳米粒子 剑桥隐形材料获突破
日前,英国剑桥大学的科学家表示,他们已经在隐形材料的关键技术上获得重大突破,取得了用光来制造隐形材料的最新成果,这将是制造隐形斗篷的重要一步。
这项隐形材料研究结果被发表在《自然》杂志上,详细叙述了将纳米级工程材料打造成隐形材料的全过程。据悉,这项研究中的关键技术是将一组纳米金粒子缝成长串,而用到的“针”则是未聚焦的激光。随后,多串粒子通过一种被称作为瓜环的桶状分子连接在一起,这样,纳米粒子之间的距离得到了控制和固定。随后,这些粒子长串被层层堆叠,当大量的粒子堆叠而起,通过特殊的铸造方式,光线穿过粒子的路径可以得到改变。通过这种超颖材料,光线可以被反射到“错误”的路径上去。这时,物体要么消失不见,要么看起来变成了另一种物体,从而达到隐形的效果。
据了解,瓜环就像是分子界的手铐,可以将其他分子锁在一起。在本项研究中,瓜环的作用就好比填补瓷砖之间的缝隙一般。因此,所有的纳米金粒子都可以以相同的间距被固定,随后再将它们缝接并堆叠。
剑桥大学卡文迪什实验室教授、该项目研究者瓦列夫(VentsislavValev)坦言:“我们研究的主要内容就是要找到一种可以控制纳米粒子间距离的方法。将几个纳米粒子连在一块没什么问题,但是要把许多粒子连成大长串就有些困难了。我们使用的这种方法之前根本不可能实现,具有广泛的潜在应用价值。”
以色列理工学院
以色列工程技术学院享有“以色列的麻省理工”之美誉。
学院创始于1912年的海法市,最初资金来自于20世纪初德国犹太人基金的捐款。其后由于各种原因,1924年才招收第一批学生。1925年爱因斯坦来到以色列理工学院,学校正式举行开学仪式,首届毕业生有16位。在接下来的20世纪30年代,学校大量吸纳了众多逃离纳粹德国和邻近国家的犹太科学家。1953年获得了博士学位授予权,并在上世纪六七十年代的飞速发展,成为以色列理工领域基础和应用科学研究的中心。
学院设有19个院系,所涉及的领域包括科学、工程、建筑、教育、医学、管理、人文和社会科学领域。现有学生大约13000名,其中本科生9500多名,研究生2300余人,博士生900多名。女性学生占三分之一的比例,高于全国平均水平。
学校现有教职人员575人,临床教师、助教、讲师共496人。访问学者和400多名海外研究生为学校营造了国际氛围。
学院下设40个科研机构和9个跨学科的实验室。以色列理工还是全世界五所学生参与卫星设计、制造和发射的高等院校之一,以色列的大学中70%的工程专业教师来自于以色列理工。