纳米技术可以运用在哪些地方(深入了解纳米机器人的用途和功能)

纳米机器人,显而易见,是以纳米的尺度来计算的。

如果没有定义,这里简单的形容就是,比人的头发宽度还小十万倍。

理论上讲,纳米机器人可以实现很多医学上的成就。

但是,在过去十年到二十年的时间里,由于各种因素,未能达到理想中的结果。

比方说,制造难度大,缺乏完善的标准等。

纳米技术可以运用在哪些地方(深入了解纳米机器人的用途和功能)

那么,研发纳米机器人的好处是什么?

未来,或许在并不遥远的明天,当人们再次走进医院的时候,医生不再给你打针吃药。

医护人员会给你注射一群微型机器人,当机器人进入你的身体后,会自行扫描疾病,并携带药物前往患病处进行治疗。

但是,要实现这个科幻般的梦想,纳米技术就是基础。

同时意味着,这个新颖的领域,会以魔幻般的技术,在原子和纳米的尺度上建造材料和设备。

由于纳米尺度微小,仅靠普通的物理和化学规则已经不太适用。

在纳米构建物质的材料被称作超材料,这种材料由碳原子组成,比钢铁强100倍,但重量却轻6倍。

值得关注的是,这些超新型材料未来可用于全世界的制造业。

纳米技术可以运用在哪些地方(深入了解纳米机器人的用途和功能)

大多数理论家将纳米技术的概念归功于物理学家理查德-费曼和他在1959年所发表的演讲。

演讲中,费曼预言了机器的发展可以被小型化,大量的信息被编码在极小的空间内。

在一项研究中,关于纳米机器人驱动被分为三种形式。

第一类包括生物混合系统,将合成材料与利用其自然附属物作为发动机的运动与微生物结合起来。

第二类涉及化学动力的微型/纳米机器人,能够将化学燃料转化为运动。

最后,机械动力纳米机器人,它们使用外部能源,如磁场、超声波或光场来移动。

虽然,纳米机器人的研发和实验一切都很顺利,也得到了显著的进展。

然而,其操作复杂程度,以及高昂的费用,给整个研究过程增加了许多阻碍。

纳米技术可以运用在哪些地方(深入了解纳米机器人的用途和功能)

关于纳米机器人,总共可分为四大类。

第一类:不含生物材料的纯机械纳米机器人。

这种机器人是由金属材料构成,通过化学反应或外部能量输入(如磁场、超声波和光场)进行驱动。

由于容易启动,到目前为止,这个分类中最受欢迎的模型是磁力推进的纳米机器人,其中集成了磁性部件的纳米机器人使用无害的外部磁力移动。

第二类:DNA纳米机器人。

是用折纸的方式组装的,其中DNA分子被折叠成三维配置,以扩大表面积来存储数据并实现化学推进。

目前,科学家们正在使用DNA折纸技术来设计DNA计算机,这些计算机可以监测和记录其周围环境,执行程序,并在其核代码中存储信息。

第三类:生物混合纳米机器人。

这些混合系统将无机纳米材料与活的微观生物体整合在一起,可以自我推进或利用外部资源进行推进。

与传统的人工纳米机器人相比,生物混合纳米机器人有许多优势。

最重要的优势是它们的生物相容性,特别是对源自生物有机体的成分,如最小化的免疫细胞、DNA或精子。

第四类:异种机器人。

听名字就知道是一个异类,与上面介绍的三种完全不同。

这种机器人的速度更快,在不同的环境中导航,并且寿命持久。

同样地,它们仍然可以成群结队地工作,并在受损时自我愈合。

纳米技术可以运用在哪些地方(深入了解纳米机器人的用途和功能)

鉴于其体积小,纳米机器人主要在卫生行业进行测试,尽管它们在气候控制和军事等大量行业都有应用。

关于医疗应用,最常见的理论是治愈伤口、原子级手术设备和穿越身体寻找和治疗病症等功能。

到目前为止,微型机器人已经可以存储数据,感知环境,并执行计算任务。

然而,还有更大的问题摆在眼前。

几十年来,纳米操纵技术仍处于静止状态,这种规模的量子物理和化学现象尚未被完全理解或探索。

但是,小型机器人的廉价、批量制造使其走向商业化是非常可取的,同时也为量子世界提供了更多的研究和探索。

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