纳米机器人制造原理是什么?纳米机器人前景展望
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在这篇文章中,小编将对机器人" target="_blank">纳米机器人的相关内容和情况加以介绍以帮助大家增进对纳米机器人的了解程度,和小编一起来阅读以下内容吧。
一、纳米机器人的制造原理是什么
理论上讲纳米机器人是大量原子或分子按确定顺序聚集而成为具有确定功能的微型器件,但制造纳米机器人不一定是从“零”开始。机器人是 由零件组 装而成的,纳米机器人的零件可以是单个的原子或分子,但是更现实的是具有一定结构和功能的原子团或分子的集合。利用现实存在的功能器件组装纳米机器人比从一个原子一个原子地构建机器人更为现实可行。生物分子是自然界存在的最丰富的构建纳米机器人的零件的来源,现实可行的途径是按照分子仿生学的原理,利用大量存在的天然分子原器件,设计组装纳米机器人。
物理学家总是模拟生物学原理制作各种灵巧的机器,这就是仿生学。仿生学是生物物理学的一个分支学科,它按照生物学原理提出设计原型,制造用于特殊目的的“功能器件”。 “纳米机器人”的研制属于分子仿生学的范畴,它根据分子水平的生物学原理为设计原型,设计制造可对纳米空间进行操作的“功能分子器件”。纳米生物学的近期设想,是在纳米尺度上应用生物学原理,发现新现象,研制可编程的分子机器人,也称纳米机器人。
目前涉及的内容可归纳为以下三个方面:
1、在纳米尺度上了解生物大分子的精细结构及其与功能的联系。
2、在纳米尺度上获得生命信息,例如,利用扫描隧道显微镜获取细胞膜和细胞表面的结构信息等。
3、纳米机器人的研制。纳米机器人是纳米生物学中最具有诱惑力的内容,第一代纳米机器人是生物系统和机械系统的有机结合体,这种纳米机器人可注入人体血管内,进行健康检查和疾病治疗。还可以用来进行人体器官的修复工作、作整容手术、从基因中除去有害的DNA,或把正常的DNA安装在基因中,使机体正常运行。第二代纳米机器人是直接从原子或分子装配成具有特定功能的纳米尺度的分子装置,第三代纳米机器人将包含有纳米计算机,是一种可以进行人机对话的装置。这种纳米机器人一旦问世将彻底改变人类的劳动和生活方式。
二、纳米机器人前景
在21世纪,纳米科学技术将成为科学技术发展的主流。纳米机器人的发展是化学、物理、生物、工程、医学、材料科学等多门学科发展的结果,必将促进21世纪科学技术。纳米机器人尚在研究开发阶段,但其潜在应用十分广泛的跨学科教育。纳米机器人将对21世纪初的经济与社会产生深刻影响,也许可与信息技术、细胞生物学、遗传生物学与分子生物学的影响匹敌。从应用的范围和潜力方面讲,无论是军用还是民用,纳米机器人的未来是不可估量的,由于其不同的功能,高表面积与体积比,纳米结构对于化学和生物传感器、医疗设备、触媒、光电材料和纳米元件非常重要。多种材料选择加上不同的合成策略,产生了不同形态的纳米材料,如纳米级薄膜、纳米线、纳米管、纳米带、纳米粒子和纳米多孔结构等。这种多功能的和多成分分层的异晶结构是非常有用的,必将在许多方面影响我们的生活,从纳米汽车到纳米电子技术,随着纳米机器人技术逐渐产业化日趋成熟,其产业化和市场化的前景是十分可观的。
虽然迄今为止尚无纳米机器人真正进入我们的生活,但它们对人类生活的影响是显而易见的,尤其是在医疗领域,许多尚无有效疗法的绝症在纳米机器人面前,将会被彻底治愈,人类将会减少疾病所带来的痛苦,人的寿命也将得到延长。同时,在探索纳米机器人的路上,我们需要时刻记住,纳米机器人的研发存在相当大的困难,短期内不一定能有成效,我们只有坚持不懈的进行攻关,不断试验,方可获得成功。
以上就是小编这次想要和大家分享的有关纳米机器人的内容,希望大家对本次分享的内容已经具有一定的了解。如果您想要看不同类别的文章,可以在网页顶部选择相应的频道哦。