Ett team av forskare under ledning av Dr Jinyao Tang vid kemiska institutionen, universitetet i Hong Kong, har utvecklat världens första ljussökande syntetiska Nano-robot. Med storleken jämförbar med en blodcell, de små robotarna har potential att injiceras i patienternas kroppar, hjälpa kirurger att ta bort tumörer och möjliggöra mer exakt utformning av riktade mediciner. Resultaten har publicerats i oktober tidigare i ledande vetenskaplig tidskrift Naturnanoteknik .

Det har varit en dröm inom science fiction i decennier att små robotar i grunden kan förändra vårt dagliga liv. Den berömda science fiction -filmen "Fantastic Voyage" är ett mycket bra exempel, med en grupp forskare som kör sin miniatyriserade Nano-ubåt inuti människokroppen för att reparera en skadad hjärna. I filmen "Terminator 2" miljarder Nanorobots samlades i den fantastiska formskiftande kroppen:T-1000. I den verkliga världen, det är ganska utmanande att göra och designa en sofistikerad Nano -robot med avancerade funktioner.

Nobelpriset i kemi 2016 tilldelades tre forskare för "design och syntes av molekylära maskiner". De utvecklade en uppsättning mekaniska komponenter i molekylär skala som kan sättas ihop till mer komplicerade Nano -maskiner för att manipulera en enda molekyl som DNA eller proteiner i framtiden. Utvecklingen av små nanoskala -maskiner för biomedicinska tillämpningar har varit en stor trend inom vetenskaplig forskning de senaste åren. Alla genombrott kommer potentiellt att öppna dörren till ny kunskap och behandling av sjukdomar och utveckling av nya läkemedel.

En svårighet med Nanorobot -design är att få dessa nanostrukturer att känna och reagera på miljön. Med tanke på att varje Nanorobot bara är några mikrometer i storlek som är ~ 50 gånger mindre än diametern på ett människohår, det är mycket svårt att klämma in normala elektroniska sensorer och kretsar i Nanorobots med rimligt pris. För närvarande, den enda metoden för fjärrstyrning av Nanorobots är att införliva en liten magnet inuti Nanorobot och styra rörelsen via ett externt magnetfält.

Nanoroboten som utvecklats av Dr Tangs team använder ljus som drivkraft, och är det första forskargruppen globalt som utforskar den ljusstyrda Nanorobot och visar dess genomförbarhet och effektivitet. I sitt papper publicerat i Naturnanoteknik , Dr Tangs team demonstrerade den oöverträffade förmågan hos dessa ljusstyrda Nanoroboter när de "dansar" eller till och med stavar ett ord under ljuskontroll. Med en ny Nanotree -struktur, Nanorobotarna kan svara på ljuset som lyser på det som nattfjärilar som dras till lågor. Dr Tang beskrev rörelserna som om "de kan" se "ljuset och driva sig själv mot det".

Teamet fick inspiration från naturliga gröna alger för Nanorobot -designen. I naturen, några gröna alger har utvecklats med förmågan att känna ljus runt den. Till och med bara en enda cell, dessa gröna alger kan känna ljusets intensitet och simma mot ljuskällan för fotosyntes. Dr Jinyao Tangs team tillbringade tre år för att framgångsrikt utveckla Nanorobots. Med en ny Nanotree -struktur, de består av två vanliga och låga halvledarmaterial:kisel och titanoxid. Under syntesen, kisel och titanoxid formas till nanotråd och arrangeras sedan vidare till en liten Nanotree -heterostruktur.

Dr Tang sa:"Även om den nuvarande Nanorobot inte kan användas för sjukdomsbehandling ännu, vi arbetar med nästa generations nanorobotiska system som är mer effektivt och biokompatibelt. "

"Ljus är ett mer effektivt alternativ för att kommunicera mellan mikroskopisk värld och makroskopisk värld. Vi kan tänka oss att mer komplicerade instruktioner kan skickas till Nanorobots som ger forskare ett nytt verktyg för att vidareutveckla fler funktioner till Nanorobot och få oss ett steg närmare det dagliga livstillämpningar, " han lade till.