Forskare vid University of Manchester har skapat världens första "molekylära robot" som kan utföra grundläggande uppgifter inklusive att bygga andra molekyler.

De små robotarna, som är en miljondels millimeter stora, kan programmeras för att flytta och bygga molekylär last, med en liten robotarm.

Varje enskild robot är kapabel att manipulera en enda molekyl och består av bara 150 kol, väte, syre- och kväveatomer. För att sätta den storleken i sitt sammanhang, en miljard miljarder av dessa robotar staplade på varandra skulle fortfarande bara vara lika stora som ett enda saltkorn.

Robotarna fungerar genom att utföra kemiska reaktioner i speciella lösningar som sedan kan styras och programmeras av forskare för att utföra de grundläggande uppgifterna.

I framtiden kan sådana robotar användas för medicinska ändamål, avancerade tillverkningsprocesser och till och med bygga molekylära fabriker och monteringslinjer. Forskningen kommer att publiceras i Natur torsdagen den 21 september.

Professor David Leigh, som ledde forskningen vid University's School of Chemistry, förklarar:'All materia består av atomer och dessa är de grundläggande byggstenarna som bildar molekyler. Vår robot är bokstavligen en molekylär robot konstruerad av atomer precis som du kan bygga en mycket enkel robot av legoklossar. Roboten svarar sedan på en serie enkla kommandon som programmeras med kemiska indata av en forskare.

"Det liknar hur robotar används på en bils löpande band. Dessa robotar plockar upp en panel och placerar den så att den kan nitas på rätt sätt för att bygga en bils kaross. Så, precis som roboten i fabriken, vår molekylära version kan programmeras för att placera och nita komponenter på olika sätt för att bygga olika produkter, bara i mycket mindre skala på molekylär nivå.'

Fördelen med att ha maskiner som är så små är att det kraftigt minskar efterfrågan på material, kan påskynda och förbättra läkemedelsupptäckten, minska kraftbehovet dramatiskt och snabbt öka miniatyriseringen av andra produkter. Därför, de potentiella tillämpningarna för molekylära robotar är extremt varierande och spännande.

Prof Leigh säger:"Molekylär robotik representerar det ultimata i miniatyriseringen av maskiner. Vårt mål är att designa och göra de minsta maskiner som är möjliga. Detta är bara början men vi räknar med att inom 10 till 20 år kommer molekylära robotar att börja användas för att bygga molekyler och material på löpande band i molekylära fabriker.

Även om det är extremt komplicerat att bygga och använda en sådan liten maskin, teknikerna som används av teamet är baserade på enkla kemiska processer.

Prof Leigh tillade:"Robotarna monteras och drivs med hjälp av kemi. Detta är vetenskapen om hur atomer och molekyler reagerar med varandra och hur större molekyler är uppbyggda av mindre.

"Det är samma typ av process som forskare använder för att tillverka mediciner och plaster av enkla kemiska byggstenar. Sedan, när nanorobotarna väl har konstruerats, de drivs av forskare genom att lägga till kemiska insatser som talar om för robotarna vad de ska göra och när, precis som ett datorprogram.'