2012-纳米机器人的研究进展_平朝霞
生物纳米机器人研究进展
生物纳米机器人研究进展随着技术的发展和科学的进步，生物纳米机器人研究领域也取得了令人瞩目的进展。
从最初的理论探究到今天的实验应用，这一领域已经涉及到医学、生物学、材料科学等多个领域，同时也成为研究者们的热门话题。
一、生物纳米机器人简介生物纳米机器人是指在纳米级别下运行的、由生物分子、生物组织或生物材料构成的微型机器人。
这些机器人可以通过特殊的设计和调控实现对生理或疾病问题的诊断治疗，并在繁殖、代谢、信号传递等方面发挥生物学作用。
这些机器人的制造需要精密工艺和多个学科的结合，涉及到纳米技术、生物学、化学、物理学等多个领域。
二、生物纳米机器人的制备技术1. DNA纳米结构技术DNA纳米结构技术是一种利用单链DNA材料组装复杂的分子结构的纳米技术。
该技术通过小分子、蛋白质或其他生物分子与特定的DNA单链碱基互补配对，达到组装复杂三维结构的目的。
利用这种技术可以制备出各种拓扑形状的DNA纳米结构，如三角锥形、三面体、十二面体等。
这些DNA纳米结构可作为生物纳米机器人的组成部分，用以实现特定的响应和控制，进而实现生物功能的调控。
2. 蛋白纳米结构技术蛋白纳米结构技术也是一种利用生物大分子组装的纳米技术。
利用在细胞内大量存在的蛋白质，可以制备出具有特定功能和形状的蛋白纳米结构。
这些蛋白质可以通过基因工程技术进行体外合成，并在适宜条件下能够组装成为蛋白纳米机器人。
由于蛋白纳米机器人具有高度的生物相容性和生物稳定性，因此在生物医学领域被广泛应用。
三、生物纳米机器人在医学领域的应用1. 癌症治疗生物纳米机器人作为一种新型的药物载体，可以实现治疗药物的精准靶向输送。
生物纳米机器人通过特定的设计和调控，在体内可以针对性地靶向肿瘤细胞，并释放药物，实现精准治疗。
同时，生物纳米机器人还可以通过特定的信号传递方式，促进免疫系统消灭癌细胞，并避免药物毒副作用的产生。
2. 神经相关疾病治疗利用生物纳米机器人可以调控神经系统、改善神经疾病的治疗效果。
纳米机器人
纳米机器人研究进展关键词：纳米机器人开发应用危险摘要：介绍了纳米机器人的开发过程，主要介绍了纳米机器人在各领域中的应用已经给人们带来的好处。
同时也陈述了中国在纳米机器人方面的研究进展，最后讲了纳米机器人会带来的危险。
引言纳米机器人是纳米技术中引人注目的研究课题之一。
利用原子和分子直接组装成纳米机器人不但速度、效率比常规机器人高,而且其应用范围广,功能特殊。
制造纳米机器人可节约材料和降低污染程度,这是现有机器人的制造所无法比拟的。
采用纳米大分子“生物部件”与小分子无机物晶体结构组合,以及纳米电子学控制装配成的纳米机器人,其电脑是一台纳米计算机,而它的身体能进行自我复制。
纳米机器人的诞生将会给人类科技带来深刻的革命。
1.纳米机器人的定义“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。
合成生物学对细胞信号传导与基因调控网络重新设计，开发“在体”（in vivo）或“湿”的生物计算机或细胞机器人，从而产生了另种方式的纳米机器人技术。
2 纳米机器人开发一瞥早在1990年,美国贝尔实验室就成功地制造出了极其微小的纳米机器人。
这种只有跳蚤般大小的机器人由许多齿轮等零件、涡轮机及微电脑组成,其零件小得犹如空气中漂浮的尘埃。
该纳米机器人一亮相,就引起了人们极大的兴趣。
不久后,美国犹他大学和加州大学也先后制出了几种极其微小的纳米电机。
2000年,美国波士顿大学又制造出了一种世界上最小的分子马达。
该马达仅由78个原子组成。
几乎同时,日本和荷兰也研制出另一种用太阳能驱动的分子马达,它能在光的照射下连续不断地旋转。
分子马达是纳米机器人的核心部件,它可为未来的分子机械提供动力,为今后开发及研制微小的分子机械奠定一定的基础。
2000年2月,日本东京大学宣布,他们在世界上首次研制成功可以自由控制转速的分子齿轮。
纳米机器人技术的最新进展及展望
纳米机器人技术的最新进展及展望近年来，纳米机器人技术成为了科学界和工程界的热点研究领域之一。
通过利用纳米级材料的特殊性质和微小尺寸，纳米机器人具有高度精确性、灵活性和多功能性，有望应用于医疗、环境、能源和材料等领域。
本文将探讨纳米机器人技术的最新进展，并展望其未来发展的潜力。
纳米机器人技术在医疗领域的应用前景广阔。
随着医疗技术的不断发展，人们对于治疗的需求也越来越高。
纳米机器人可以通过精确控制和操纵微小尺寸的器件，实现在人体内部进行精准的治疗和手术操作。
例如，纳米机器人可以通过进入血管系统，实现血管疾病的诊断和治疗；它们还可以在细胞水平上进行药物释放，针对癌症等疾病进行靶向治疗。
此外，纳米机器人还可以用于提高药物传递的效率和减少副作用，有望成为未来医疗领域的一项重要创新。
纳米机器人技术在环境领域的应用也具有巨大潜力。
随着环境污染问题的日益加剧，纳米机器人的出现为解决环境问题提供了新的思路。
纳米机器人可以在微观尺度上对污染物进行探测和分解，实现高效的环境修复和净化。
例如，纳米机器人可以检测和清除水中的有害物质，改善水质；它们还可以清除空气中的有害物质，提高空气质量。
此外，纳米机器人还可以应用于地下水资源的监测和管理，为环境保护提供有效的手段。
纳米机器人技术在能源领域的发展也备受关注。
传统能源资源的消耗和污染问题使得人们越来越关注可再生能源的开发和利用。
纳米机器人可以应用于太阳能电池、燃料电池和储能设备等领域，提高能源转换和存储的效率。
例如，纳米机器人可以通过对太阳能电池的构建和优化，提高光能转化效率；它们还可以在燃料电池中提供更高效的催化剂，改善电能转化效率。
此外，纳米机器人还可以应用于能源储存领域，提高电池的充电速度和容量，为可再生能源的大规模应用提供支持。
纳米机器人技术在材料领域的进展也为新材料的开发和制备提供了新的手段。
纳米机器人可以利用其精确控制和操纵的能力，构建具有特殊性能和功能的材料结构。
纳米机器人技术的研究和应用
纳米机器人技术的研究和应用随着科技的不断发展，纳米机器人技术逐渐走进世人的视野，备受人们关注。
纳米机器人技术是指制造和操作大小在纳米级别的机器人，越来越多的科研人员致力于该领域的研究和应用。
一、纳米机器人技术的基本概念纳米机器人技术是指制造并操作大小在纳米级别的机器人，这些机器人的体积约只有红血球的十万分之一，可以进行细胞水平的操作和处理。
纳米机器人通过分子级别的操作，可以使得人们在生物医学和材料科学的研究中取得前所未有的成就。
同时，纳米机器人还可以被用于能源、油气等领域，为建造更加智能和可持续的城市提供了奠基。
二、纳米机器人技术的研究进展自从80年代中期，人们开始了对纳米机器人技术的研究。
如今，一些重要的理论和实验成果已经取得，例如非常重要的“扫描隧道”技术（Scanning Tunneling Microscope，STM）和“原子力显微镜”技术（Atomic Force Microscope，AFM）都为纳米机器人技术的研究和应用奠定了基础。
此外，研究人员也通过重组DNA、蛋白质等生物大分子设计出各种具有不同功能和形状的纳米机器人，并制造出了一系列新型的材料，并丰富了材料科学。
三、纳米机器人技术在生物医学领域的应用纳米机器人技术的一个重要应用领域是在生物医学领域。
纳米机器人可以进行细胞级别的操作，为人类研究的暴露问题提供了新的方法。
例如纳米机器人可以直接进入人体中的血管和细胞，进行疾病诊断、病原体检测等操作。
在纳米级的检测中，准确度和快速性也有明显提高，为诊断和治疗提供了更为精确的基础探索。
此外，纳米机器人还可以用于药物释放或治疗疾病。
纳米级别的药物可以更加快速，准确地作用于患者体内的特定部位，并且对人体损伤也非常小。
四、纳米机器人技术在未来的展望纳米机器人技术的前景非常广阔，很多人期待纳米机器人的实际应用会更加广泛和可靠。
首先，我们期待纳米机器人可以被广泛应用到制造业、环保、能源、医疗等领域。
新型纳米机器人的研究进展与应用
新型纳米机器人的研究进展与应用在科技日新月异的时代，新型纳米机器人的研究一直是人们的热门话题之一。
新型纳米机器人的研究应用涵盖面广，从医学到环保再到工业等领域都有着不可替代的作用。
在近些年，随着新型纳米机器人的研究不断深入，其应用的前景更是不可限量。
一、背景介绍随着人们对于科技的要求越来越高，科研人员也日益努力积极探索新的技术方向，其中新型纳米机器人就是其中的一种领先科技。
纳米机器人作为一种新型的机器人技术，媲美医学技术十年前的“人类基因组计划”，是继工业机器人、服务机器人、特种机器人等之后定义的第四代机器人。
因其小巧精悍的特点，可以在药物输送、疾病诊断、体内机械手术等医学领域发挥重要作用；在环境污染治理、微观加工制造、能源领域等工业应用中也表现出无可比拟的优势。
二、新型纳米机器人的研究进展在过去的几年里，新型纳米机器人在各领域的研究方向都取得了重要进展。
下面我将分几个领域着重介绍一下纳米机器人最新的研究进展。
1、医学领域在医学领域，新型纳米机器人可以用于药物输送、疾病诊断和内窥镜手术等方面。
美国麻省理工学院生物测量与神经工程实验室的研究人员，最近发明了一种可以自行活动的纳米机器人，可以在体内自由运动、诊断疾病和进行药物输送。
二氧化钛光导纳米机器人成为近年来的一大亮点。
研究人员团队此前在ESI高被引论文榜中，新型纳米机器人领域全球最高科研单位和最高产的研究机构（包括机构合作者）。
2、环保领域在环保领域，新型纳米机器人可以被用来治理污染和分解有毒有害的物质。
例如，美国华盛顿大学研究小组将融有纳米金属的氧化亚铁纳米粒子，用于原位修复受有机污染物胁迫的土壤，进行了阶段性研究。
国内也有学者开展了类似的研究，采用了石墨烯、奈米金、氧化锌、氧化铁等纳米材料，可用于构建吸附分离、光催化、电催化、声催化治理等纳米污染物处理新技术。
3、工业领域在工业领域，纳米机器人可以用来制造更高效的微型元器件和纳米机械系统。
在纳米协调集成机器人的研究领域，英国伦敦帝国学院的一组研究小组也提出了许多基于纳米机器人的新型设计，包括新型混合材料、新型作用机制和新型应用领域。
纳米机器人技术的研究与应用前景
纳米机器人技术的研究与应用前景随着科技的不断进步，越来越多的科学家开始着手研究纳米机器人技术，并将其应用于各个领域。
作为一种全新的科技，纳米机器人技术具有非常广泛的应用前景，这不仅可以改变我们的生活方式，同时也可以带来巨大的经济效益和医疗效果。
接下来，本文将重点探讨纳米机器人技术的研究和应用前景。
一、纳米机器人技术的研究现状纳米机器人技术是一种能够在微观尺度上进行操作和控制的新型技术，它为人类社会带来了全新的可能性。
在过去的几年中，由于纳米科技的开发，许多大学和研究机构开始致力于研究纳米机器人技术，并在实验室中不断进行尝试。
在目前的纳米机器人研究领域中，主要集中在以下几个方面：1. 探索纳米机器人的材料制备和性能研究。
纳米机器人的制备主要包括制定材料选择策略、改进制备工艺和性能评价方法等。
2. 纳米机器人的控制和操作技术研究。
这方面的研究主要关注纳米机器人的控制和操作技术，包括纳米机器人的操纵系统、伺服控制技术和感知技术等。
3. 纳米机器人系统的集成与调试。
这部分的研究主要是关于如何将纳米机器人的各个方面进行集成，以更好的发挥其功能。
二、纳米机器人技术的应用前景2.1 医疗领域中的应用应用纳米机器人技术在医疗领域中是一个很有前途的领域。
现代医疗技术主要关注于研究药物的治疗机制，常常忽略了药物在体内的运输和分布，这也成为药物疗效不佳和副作用较大的主要原因之一。
然而，纳米机器人技术正是一种可以解决这个难题的新型技术。
例如，纳米机器人可以被设计用于攻击癌细胞。
当它们进入体内，可以直接定位并摧毁癌细胞，而不会对周围正常组织产生任何损害。
另外，纳米机器人也可以被用来直接释放药物，这有助于特定的病人获得定制的治疗方式。
二、智能制造纳米机器人技术可以在制造行业中发挥巨大的作用。
越来越多的制造公司正在研究纳米机器人技术，以便为消费者提供更好的商品和服务。
例如，纳米机器人可以被用来生产具有特定材质和形状的产品，这可以改变现有的制造方式，并为生产带来更高的精度和效率。
生物仿生纳米机器人的研究及其应用
生物仿生纳米机器人的研究及其应用随着科技的不断进步，人们对未来的设想也日益明朗。
其中，生物仿生纳米机器人的研究就是一项备受关注的领域。
生物仿生纳米机器人是仿生学、纳米技术和机器人技术的交叉应用，具有广泛的应用前景。
一、生物仿生纳米机器人的概念生物仿生纳米机器人是指模拟生物体的结构和功能，通过利用纳米技术制作出纳米级别的机器人，具有自主感知、自主运动、自主控制和自我修复能力等特点。
与传统机器人相比，生物仿生纳米机器人具有更多的灵活性、选择性和准确性，能够在人体内进行微小的操作，具有广泛的应用前景。
二、生物仿生纳米机器人的研究进展1. 制作技术的突破。
生物仿生纳米机器人需要采用特殊的制作技术，如自组装技术、DNA纳米技术和光固化技术等。
随着这些技术的不断完善，生物仿生纳米机器人的制作技术得到了很大的突破。
2. 机器人功能的实现。
生物仿生纳米机器人的主要功能包括自主感知、自主运动、自主控制和自我修复等。
最近的研究表明，这些功能已经得到初步的实现，开启了生物仿生纳米机器人研究的新篇章。
3. 应用前景的拓展。
生物仿生纳米机器人的应用前景非常广泛，包括生物医学领域、能源技术领域和环境保护领域等。
特别是在生物医学领域，生物仿生纳米机器人的应用前景尤为广阔。
三、生物仿生纳米机器人在生物医学领域中的应用1. 医疗诊断。
生物仿生纳米机器人可以通过感知生物分子的特性来进行病理学检测、分子诊断和图像诊断等，为医生提供更加准确和可靠的诊断结果。
2. 无创治疗。
通过生物仿生纳米机器人的自主运动和控制能力，可以实现对人体内部的目标进行定位和精准治疗，实现无创治疗的目的。
3. 药物递送。
生物仿生纳米机器人可以通过自主控制和自主运动的特点，在体内精确释放药物，提高治疗效果的同时避免药物对正常组织的损害。
4. 病理学研究。
生物仿生纳米机器人可以在细胞、分子或者生物组织层面实现实时的探测、测定和操控，开启了新的病理学研究方式。
四、结语生物仿生纳米机器人的研究引起了广泛的关注和重视，其应用前景也越来越广泛。
纳米材料与纳米机器人
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目录
纳米材料
纳米机器人的概念与 原理
01
02
纳米机器人的研究进 展
03
纳米机器人的挑战与 前景
04
纳米材料
纳米材料的特性
小尺寸效应：纳米材料由于尺寸小，具有不同于常规材料的物理和化学性质。
表面效应：纳米材料的表面原子数相对较多，使得表面原子活性增强，对物质吸附和反应能力增强。
纳米机器人的应用前景
医疗领域：纳米机器人可用于药物输送、手术辅助和疾病诊断 环保领域：纳米机器人可用于污染治理、水质监测和环境修复 工业领域：纳米机器人可用于精密制造、质量检测和生产自动化 航空航天领域：纳米机器人可用于太空探索、卫星维护和空间站建设
纳米机器人的研 究进展
纳米机器人在医疗领域的研究进展
诊断应用：纳米机器人可用于早期检测和诊断疾病，提高诊断准确率。 药物输送：纳米机器人可以作为药物载体，实现药物的精准输送和释放，提高治疗效果并降低副作用。 手术辅助：纳米机器人可用于手术辅助，如微创手术和远程手术，提高手术精度和安全性。 康复治疗：纳米机器人可用于康复治疗，如神经修复和组织再生，促进患者康复。
染
未来发展方向与趋势
医疗领域：纳米机 器人在疾病诊断与 治疗中的应用
环境监测：纳米机 器人在污染控制与 环境修复中的潜力
能源领域：纳米机 器人在可再生能源 生产与储存中的创 新
工业生产：纳米机 器人在智能制造与 自动化生产中的前 景
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纳米机器人的概 念与原理
纳米机器人的定义与分类
纳米机器人是一种在纳米尺度上工作的机器，通常由纳米尺度的材料和结构组成。 纳米机器人的工作原理通常涉及纳米尺度的物理、化学和生物过程，以及与周围环境的相互作用。 纳米机器人可以根据其功能和应用进行分类，例如医疗、工业、环保等领域的纳米机器人。 不同类型的纳米机器人具有不同的结构和功能，以满足特定应用的需求。
生物纳米机器人的研究进展
生物纳米机器人的研究进展生物纳米机器人是一种纳米技术在生物领域的应用，目前已经成为生物医学研究的热门话题。
生物纳米机器人是指利用纳米技术精制而成，具备自主感知、智能控制及在生物组织内执行任务的微型机器人，并且能够实现精准医疗、治疗癌症等多个方向的用途。
本文将分为四个部分，分别讨论生物纳米机器人的研究进展、构造和原理、应用前景以及面临的挑战与机遇。
一、生物纳米机器人的研究进展随着物理、化学和生物学等科学技术的发展，纳米技术逐渐走向成熟，成为科学研究和工业生产中的重要领域。
现如今，纳米技术在医疗领域也有了强大的应用，其中最具有潜力的便是生物纳米机器人。
近年来，生物纳米机器人的研究已经有了很大的进展。
一直以来，研究者们都希望开发出一种微型器械，能够穿过毛细血管，进入到人体内部的细胞，进行诊断和治疗。
早在2000年，美国哈佛大学的纳米技术研究中心便开始探索如何设计并制备生物纳米机器人。
其后，美国、日本、德国和瑞士等国家的多家研究机构也纷纷开展了研究工作，不断尝试改善生物纳米机器人的性能。
2018年，美国麻省理工学院提出了一种新型的生物纳米机器人——“细胞飞行器”，可以自主运动，并且可以通过遥控的方式精确定位和操作，为纳米医学带来了更多的可能。
二、构造和原理生物纳米机器人是由许多微缩的元素组成的，常见的元素包括纳米管、差异热膨胀、胶体、纳米线以及其中的微型马达，总之，这些元素可以使纳米机器人自主感知、自主控制、自主移动、自主反应以及完成特定生物功能。
这些微型机器人还可以被控制在生物体内细胞和组织之间。
例如，通过操纵生物纳米机器人的移动和行为，可以提供图像和信息，以诊断长时间存在的疾病。
生物纳米机器人的原理是基于一些物理和化学机制。
例如，通过加热或冷却不同的部分，可以实现不同的扭曲和张力，从而控制微型机器人的运动。
同时，微型机器人的运动也可以受到磁场和光照的影响。
这些基本的物理和化学机制可以用来控制和操作微型机器人的运动，实现对其运动的准确控制。
新型纳米机器人技术的研究现状
新型纳米机器人技术的研究现状在当今的科技领域中，新型纳米机器人技术的研究已经引起了广泛的关注。
纳米机器人是指尺寸小于100纳米的机器人，可以通过对生物、机器和物质的操作来帮助人类解决一系列难题。
本文将对新型纳米机器人技术的研究现状进行阐述。
一、纳米机器人的概念及发展纳米机器人具有尺寸小、可编程、高度集成化等特点，因其小型化和高效性而被广泛运用在多个领域。
纳米机器人应用在医学、环境、能源和科学等领域，它的潜在应用可以具备改善人类生活质量、延长人类寿命、提高能源效率等重要作用。
随着纳米科技的迅猛发展，纳米机器人的相关研究也在不断推进。
国际上各个实验室都积极攻克纳米机器人科技方面的难点，例如纳米机器人的制造、控制和应用等。
这些研究提升了纳米机器人的科研水平，并有望将其应用在实际的生产和服务中。
二、纳米机器人的制造纳米机器人的制造可以通过“自组装”等方法进行。
自组装是指物体在一定情况下自然而然地组装起来。
自组装技术的应用不仅可以制造大量的、具有复杂结构的物体，而且可以解决高端产品的高质量制造难题。
自组装技术在纳米机器人方面得到了广泛的应用。
例如，利用自组装技术可以制造出具有特定功能的蛋白质纳米机器人。
这些蛋白质纳米机器人可以在人体内执行精准的任务，如检测和修复细胞。
三、纳米机器人的控制纳米机器人的控制是纳米机器人技术研究的重要领域之一。
纳米机器人的控制需要解决如何精确控制纳米机器人运动、识别和感知环境等问题。
目前，主要的纳米机器人控制方法包括光控和磁控两种。
在光控方面，研究人员通常利用激光束对纳米机器人进行控制。
通过激光束的聚焦和反射机制，可以准确控制纳米机器人的运动轨迹。
在磁控方面，研究人员通常利用磁场来对纳米机器人进行控制。
磁控方法可以实现对纳米机器人的精确控制，适用于各种复杂环境的控制操作。
四、纳米机器人的应用目前，纳米机器人的应用领域非常广泛，其中医学领域的应用尤其引人关注。
利用纳米机器人可以精确控制药物的释放、检测细胞变化等。
纳米机器人的研究进展
纳米机器人的研究进展作者：平朝霞来源：《新材料产业》 2012年第12期文/ 平朝霞北京新材料发展中心著名的思想家、哲学家和物理学家阿尔伯特·爱因斯坦曾说过：“未来科学的发展无非是继续向宏观世界和微观世界进军。
”如今，我们的探索领域正走向微小化，纳米时代正在到来。
目前，有关纳米机器人的研究开发已经成为全球关注的热点。
一、纳米机器人的基本情况纳米机器人通常是指按照分子水平生物学原理设计制造的可对纳米空间进行操作的“功能分子器件”，也称分子机器人，属于分子仿生学的范畴；某些情况下，能进行纳米尺度微加工或操作的自动化装置也被称之为纳米机器人。
因此，广义上来说，纳米机器人可分为生物纳米机器人和进行纳米加工的自动化装置2种。
当前生物纳米机器人研究工作已从第一代生物机械简单结合系统（例如用碳纳米管作结构件，分子马达作为动力组件，DNA关节作为连接件等）发展到第二代由原子或分子装配的具有特定功能的分子器件（例如直接用原子、DNA片断或者蛋白质分子装配成生物纳米机器人），未来还将向第三代包含纳米计算机在内的进行人机对话的操控性纳米机器人发展。
第三代生物纳米机器人目前还处于设想阶段。
目前，在全世界范围内用于严格意义上纳米加工或操作的自动化装置发展较少，包括以环境扫描电镜为平台的多功能微纳操作、表征及微加工系统等，能对微小零部件进行纳米级加工的“纳米车床”等主要还停留在概念设计阶段。
二、纳米机器人的潜在应用情况目前，纳米机器人尚在研究开发阶段，但其潜在应用十分广泛，主要体现在医疗和军事上。
1. 纳米机器人在医疗上的应用在生物医学上，纳米技术具有无限的潜力，纳米机器人的研制成功成为纳米研发领域的骄傲。
纳米机器人不但能够修复细胞与基因，还能够清除体内垃圾、养护血管。
（1）细胞与基因的修复随着人类对物质控制能力的不断进步，分子大小的机械部件将会诞生，它们可以组装成比细胞还要小的微型机器。
人工制造的“细胞修复机”在纳米计算机的操纵下，可以对原子逐个进行操作，修正D N A的错误，维护个别细胞的成分，从而达到对整个基因细胞的修复。
未来采油工程新技术--纳米机器人
未来采油工程新技术--纳米机器人付亚荣【摘要】纳米机器人是根据分子水平生物学设计制造的在纳米空间进行操作的“功能分子器件”，已广泛应用于医疗和军事领域。
近年来提出的采油纳米机器人在驱替过程中，能够了解井间基质、裂缝和流体性质，以及与油气生产相关变化；测量油藏的储层参数、液体参数、流体和地层界面的空间分布等；纳米机器人的作用已被沙特阿美公司2010年6月在Arab-D地层中注入的纳米机器人取得里程碑式的研究进展所证实。
但油藏中如何布署纳米机器人、如何对纳米机器人在油藏中进行遥测和定位、纳米机器人如何探测注入（渗流）通道以外的油气资源等问题有待解决和面临着很多挑战。
尽管在储层改造、清蜡降黏、油层解堵、原油驱替、污水处理等采油工程技术领域真正应用的纳米机器人还有一段距离，但正是纳米机器人在采油工程领域近乎无限的可能性，有助于延长油井开采时间和减缓油田自然递减，从而展望纳米机器人将会有较好的应用前景。
%As the functional molecule device designed and manufactured based on the molecular level biology and operated inside Nano-space, Nano-robot has been widely used in such ifelds as medical care and military affairs. The substrate among wells, cracks, property of lfuid and relevant change generated by oil gas could be understood through oil production Nano-robot during displacement process proposed in the recent several years.The reservoir parameters of oil reservoir, liquid parameters, lfuid and spatial distribution of formation interface can be measured.The function of Nano-robot was demonstrated by milestone study progress achieved by Saudi Aramco by injecting Nano-robots in Arab-D formation in June 2010. However, the problems on howto arrange Nano-robot in oil reservoir, remote meter and position Nano-robot in oil reservoir and use Nano-robot to detect the oil gas resources beyond injection (transfusion) channel have been encountered and there will be many challenges during the process. Although there is still a long way to use Nano-robot in oil production engineering technical ifelds such as reservoir reform, parafifn removal, viscosity reduction, oil layer plug removal, crude oil displacement and sewerage treatment, Nano-robot’s inifnite possibility in oil production engineering ifeld is beneifcial to extending the exploration time of oil well and reducing the natural reduction of oil ifeld, so Nano-robot would have great application prospect.【期刊名称】《石油钻采工艺》【年(卷),期】2016(038)001【总页数】5页(P128-132)【关键词】未来;采油工程;纳米机器人【作者】付亚荣【作者单位】华北油田公司第五采油厂【正文语种】中文【中图分类】TE355自诺贝尔奖得主理查德费恩曼在20世纪50年代提出纳米技术后［1］，到了80年代纳米研究随着STM和AFM等微观表征和操作技术的进步而日趋完善［2］，标志着第三次工业革命的纳米技术，对人类社会的发展具有重要的意义。
纳米机器人技术的新进展与应用前景研究
纳米机器人技术的新进展与应用前景研究随着科技的不断发展，纳米技术逐渐成为了研究的热点领域。
纳米机器人作为纳米技术的一种，具有超小规模、高精度、高灵敏度等特点，被广泛认为是未来科技发展的方向之一。
本文将详细探讨纳米机器人技术的新进展以及其在各个领域中的应用前景。
一、纳米机器人的新进展纳米机器人是由纳米尺度的材料制成的机器人，其工作精度可以达到纳米级别，因此在研究领域中有着广泛的应用。
纳米机器人的主要发展包括以下几个方面：1.纳米材料的制备纳米机器人的制造离不开纳米颗粒的制备。
随着纳米技术的发展，越来越多的新型纳米材料不断被制备出来，如二氧化硅纳米线、纳米粒子等，这些纳米材料为制造纳米机器人提供了丰富的材料资源。
2.纳米机器人的设计纳米机器人的设计是关键之一，它的设计包括了结构设计和功能设计两个方面。
在结构设计方面，研究人员可以通过纳米尺度下的自组装技术实现复杂有序结构的设计；在功能设计方面，研究人员可以通过多个不同的工作单元进行组合实现纳米机器人的多样化功能。
3.纳米机器人的控制控制纳米机器人的运动非常困难，要求控制时刻保持对其运动的准确掌控。
目前，有一些前沿技术可以用来控制纳米机器人的运动，如分子动态模拟技术、非侵入探测技术等。
这些技术为纳米机器人的控制提供了新的思路和方法。
二、纳米机器人技术在医疗领域的应用前景纳米机器人技术在医疗领域中有很广泛的应用前景。
下面将从治疗癌症、药物传递和精准手术三个方面进行阐述。
1.治疗癌症纳米机器人在治疗癌症中有着广泛的应用。
研究人员可以根据癌细胞的特点设计出针对性的纳米机器人，通过针对性的移动和传递药物，实现对癌细胞的精准杀灭。
这种治疗方法与传统治疗方法相比，更加精准，副作用更小，因此具有广阔的应用前景。
2.药物传递药物传递是纳米机器人应用最广的领域之一。
利用纳米技术可以制造出尺寸非常小的微型机器人，这些机器人可以直接进入人体内部，通过血液和淋巴系统传递药物，使药物的效果更加显著。
纳米机器人技术的最新研究进展
纳米机器人技术的最新研究进展浩瀚的宇宙中，每一个物质体都是由不计其数的微小分子构成的。
这些分子通过特定的方式组合在一起，形成了我们目前所知的各种物质形态。
在这些分子之中，还有一类特殊的分子——纳米粒子。
它们的尺寸不到1微米，相当于1/1000000000米，远远小于我们眼中所能看到的任何一个微小物体。
然而，这些纳米粒子却具有着独特的物理和化学性质，它们的表面积与质量比可达到极高的水平，能够更好地与大量分子发生作用，从而形成纳米粒子的独特特性。
由此，纳米粒子已成为当今科学研究领域中备受瞩目的领域之一。
纳米机器人技术就是一种应用纳米粒子制造的微型机器人技术。
它可以帮助生物、医学、电子、环境和卫星通信等领域做出巨大的贡献。
其它的一些特征还包括自我修复、自主组合和控制等。
近年来，随着纳米技术的快速发展，纳米机器人技术也有了显著的进展。
一、纳米机器人技术在医学中的应用人们对纳米机器人在医学中的应用十分感兴趣，其中最吸引人的是它们无法肉眼看到的尺寸和能够在人体内进行操作。
纳米机器人技术可以让研究人员掌握治疗疾病的细微技能。
比如，科学家们可以制造出小型的纳米机器人，用它们来完成一些小型手术，例如在身体中切除癌细胞或药物释放。
在理想条件下，专家们甚至有机会使纳米机器人携带一些汽油或能源充电器，以保证它们能够在人体内长时间运行。
纳米机器人技术还可以被用来帮助病人进行药物输送。
发现了一些能够发生锁定和释放的纳米粒子，这对于通过化学方式向人体输送药物非常有用。
这些型纳米粒子可以精确地交付抗癌化学物质，它们可以很好地阻止肿瘤细胞的生长。
尝试使用这些纳米粒子可以避免其他方式不可避免的伤害。
纳米机器人甚至可以完成人体各个系统中的操作。
二、纳米机器人技术在环境保护中的应用环境保护已成为当今必不可少的一项工作。
对于环境的保护，纳米技术也可以发挥出巨大的作用。
举例来说，纳米机器人可以被用来清除污染物，以减少对环境的伤害。
纳米机器人可以精确地定位污染物，从而减轻这种污染物对环境的影响。
科学家组合上千纳米机器可模拟人体肌肉运动
科学家组合上千纳米机器可模拟人体肌肉运动
佚名
【期刊名称】《计算机研究与发展》
【年(卷),期】2012(49)11
【摘要】法国斯特拉斯堡大学教授尼古拉斯·朱塞波尼领导的研究小组首次成功合成了一种长长的聚合链，通过超分子键把成千上万的纳米机器结合在一起，每个纳米机器都能产生约1nm的线性伸缩运动．
【总页数】1页(P2304-2304)
【关键词】纳米机器;肌肉运动;模拟人;科学家;斯特拉斯堡;线性伸缩;聚合链;分子键【正文语种】中文
【中图分类】O184
【相关文献】
1.一种面向放疗机器人的人体胸腹体表-肿瘤呼吸运动模拟器 [J], 豆梦;王传洋;郁树梅;孙荣川;孙立宁
2.瑞士科学家研发出模拟肌肉运动控制的智能神经假体 [J],
3.组合纳米机器可模拟肌肉运动 [J], 常丽君;
4.以科学家研发纳米机器人可在人体内巡逻自动给药 [J],
5.以色列科学家研发纳米机器人可在人体内“巡逻”自动给药 [J], 胡晓丽
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纳米机器人
研究进展
纳米机器人，外形仿照大肠杆菌。科学家已在2015年进行临床试验。纳米技术研究领域的科学家积极探索这 项技术在其他方面的应用，例如水处理或者环境治理。将来可能会操控数百万个纳米机器人，让它们穿过被污染 的水域，寻找和处理污染物而后将它们收集在一起。
纳米机器人
小型机器人
01 产生背景
03 技术原理 05 研究进展
目录
02 学术设想 04 应用领域
“纳米机器人”是机器人工程学的一种新兴科技，纳米机器人的研制属于“分子纳米技术(Molecular nanotechnology，简称MNT)”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”。
事实上，每一个细胞都是一个活生生的纳米技术应用的实例：细胞不仅将燃料转化为能量，而且按照储存在 DNA中的信息来建造和激活蛋白质和酶，通过对不同物种的DNA进行重组，基因工程家已经学会建造新的这类纳米 工具，例如用细菌细胞来生产医用激素。科学家根据分子病理学的原理已经研制出各种各样的可以进入人体微观 世界行走的纳米机器人，有望用于清除有害物质、修复损坏基因、激活细胞能量、维护人体健康和延长人类寿命。 医用纳米机器人还处在试验阶段。
学术设想
纳米生物学的设想，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。涉及的内容可归纳为以下4个方面：
技术原理
纳米生物学的产生是与SPM的发明和在生命科学中的应用分不开的。生命过程是已知的物理、化学过程中最 复杂的事情。不同于宏观生物学，纳米生物学是从微观的角度来观察生命现象、并以对分子的操纵和改性为目标 的。纳米生物学发展时间不长就已经取得了可喜的成绩。生物科学家在纳米生物学领域提出了许多富有挑战性的 新观念。纳米生物学的加工技术可以向生物细胞学习。
纳米机器人的研究及其应用前景
纳米机器人的研究及其应用前景随着科技的飞速发展，人类已经进入了一个信息时代。
信息技术、生物技术、材料化学技术得到飞速发展，科学家们的探索和研究不断突破和开拓新的领域。
在这其中，纳米科技逐渐引起了人们的关注。
纳米机器人作为纳米技术的一种应用形式，在现代科技中起到了越来越重要的作用。
一、纳米机器人的起源纳米机器人是指功能尺度在纳米级别(1~100nm)的机器人。
20世纪50年代，许多科学家提出了“底物物理化学”理论，认为如果在纳米尺度上进行研究，即使用一定的纳米量尺来描述所研究物体的状态，会得到与传统的宏观物态理论略有不同的理论结论。
这也就引发了一些科学家在纳米尺度上进行研究和探索的想法。
1986年，K. Eric Drexler 在 MIT 公布了“纳米机器人”的概念及描述，引起了全球科学家的普遍关注。
自此，人们开始探索并研究纳米机器人，逐渐发展出新的纳米技术。
二、纳米机器人的应用前景1.医疗应用纳米机器人可以通过设计和制造组织涂料、生物成像、靶向药物输送、细胞死亡识别等多种方法用于医学领域。
现在，纳米机器人可以用于显微手术、药物输送和肿瘤疗法等。
例如，纳米机器人可以被设计成可以识别并联合攻击癌细胞，从而防止和治疗肿瘤等疾病。
这种方法将有助于治疗传统药物难以治愈的疾病，并使得医学领域的治疗效果更加明显。
2.环境应用纳米机器人的应用也可以帮助环保，减少环境污染。
例如，实验室已经研究出了可以过滤和分离危险化学物质和微生物等的纳米机器人。
只要这种技术得到应用，这些微小的机器人就可以在废水流入水管之前清洗并过滤其中的有害物质和化学物质，从而保护环境和水源质量。
3.军事应用纳米机器人不仅可以用于平民领域，也可以用于军事领域。
在部队与其他情况下，纳米机器人可以通过某个操作或模式进行监测、保卫、侦查、伤病处理等任务。
该技术将帮助军队灵活应对各种打击和威胁。
纳米机器人已经发展成为不可或缺的军事工具，可以配备在飞机，探测、跟踪和击落敌人。
纳米机器人技术的研究与开发前景
纳米机器人技术的研究与开发前景近年来，随着科技的不断发展，人们对纳米机器人技术的研究与开发越来越关注。
纳米机器人是一种极小、可控、可编程的机器人，可以在微观尺度上进行精确的操作和控制。
它的出现将带来革命性的变化，将在医疗、环境、能源等诸多领域发挥重要的作用。
一、纳米机器人技术的概述纳米机器人，也称为分子机器人或纳米机械系统，它是一种能够在微观尺度上进行精确操作和控制的机器人。
该技术应用了纳米科学、分子工程和生物技术等领域的成果，可以在生物领域、能源领域、环保领域等众多领域发挥巨大的作用。
纳米机器人主要由机械部件、电子器件和控制系统三部分组成，以纳米尺度为单位精细设计和制造，可以准确地执行各种机械操作和电子功能，并通过计算机控制和传感器，实现高度自动化。
可以说，纳米机器人技术是未来科技的重要发展方向之一。
二、纳米机器人技术的应用前景1、医疗纳米机器人技术在医疗领域的应用前景非常广阔，特别是在疾病的早期诊断、治疗和预防方面。
密切结合生物技术以及信息技术，可以将纳米机器人引入人体内，修补或替换受损的组织、器官，发现和消灭致病的细胞，排除毒素和废物等。
例如，在癌症早期诊断中，纳米机器人可以识别癌细胞并集中于癌细胞处释放药物，同时不会对正常细胞造成伤害。
2、环保在环境领域，纳米机器人技术也有广泛的应用前景。
例如，纳米机器人可以用于水质检测、废物处理、监测大气污染等。
在水质检测方面，可以通过纳米机器人便捷地监测水中有害的微小颗粒，并进行针对性的处理；在垃圾清理中，纳米机器人可以自动将垃圾分拣、分类和处理，有效地解决环境污染问题。
3、能源纳米机器人技术在能源领域的应用也备受瞩目。
例如，可以利用纳米材料制造先进的太阳能电池，提高太阳能电池的功率和效率，从而减少化石燃料的使用和二氧化碳排放，有助于节能减排。
三、纳米机器人技术的挑战无论是在医疗、环保、能源等领域，纳米机器人技术都有着广阔的应用前景，但也面临着一些挑战。
纳米机器人发展综述
（下转第222页）【摘要】随着纳米时代的到来，纳米机器人已经成为当前研究的热点。
本文主要介绍了国外研究纳米机器人的情况，包括纳米蜘蛛机器人、纳米磁性粒子和基因修复纳米机器人，以及国内研究纳米机器人的现状。
【关键词】纳米机器人纳米蜘蛛纳米磁性粒子基因修复1前言早在1959年率先提出纳米技术的设想是诺贝尔奖得主、理论物理学家理查德-费曼，他提出利用微型机器人进行治病的想法。
理查德·费曼在一次题目为《在物质底层有大量的空间》的演讲中提出：人类将来有可能建造一种分子大小的微型机器，以分子甚至单个的原子作为部件在非常细小的空间构建物质，这意味着人类可以在最底层空间制造任何东西。
随着技术的发展，理查德-费曼的想法正在逐渐被实现。
1981年，格尔德·宾宁（G ．Binnig ）及海因里希·罗雷尔（H ．Rohrer ）在IBM 位于苏黎世的实验室发明了扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Mi -croscope,STM ），随后，G.Binning 等人又在STM 的基础上发明了原子力显微镜（Atomic force microscope,AFM ）[1]。
从此，人类能够观察单个原子在物质表面的排列状态和与表面电子行为有关的物化性质，还可以在低温下（4K ）利用探针精确操纵原子，它们既是纳米科技的重要测量工具又是加工工具。
自此，人类开始进入纳米时代，纳米机器人的概念也就应运而生。
所谓纳米机器人，是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"[2-3]。
从技术层面讲，纳米机器人分为两类：一类是体积为纳米级的纳米机器人，一类是用于纳米级操作的装置[4]。
限于技术水平，目前并没有真正意义上的纳米级体积、可控的纳米机器人，而用于纳米级操作的装置，只要求装置的末端操作尺寸微小精确即可，并不要求装置本身的尺寸是纳米级的，与常规机器人类似，因此发展较快，比如STM 和AFM 。
纳米机器人
纳米机器人
佚名
【期刊名称】《少年电脑世界》
【年(卷),期】2016(000)012
【摘要】纳米机器人的发展是纳米技术最有前景的发展方向之一，纳米技术是指
在原子或分子层次上操纵物质的能力，专业纳米技术机器人的大小不到人的头发直径的数千分之一。
研究人员相信这种机器人可以用于下列应用：能够进入人体探测、攻击并摧毁恶性癌细胞；修复器官及受损生物组织；进行特效药物治疗；疏通阻塞的血管；修改细胞内的脱氧核糖核酸等。
【总页数】2页(P16-17)
【正文语种】中文
【中图分类】Q523
【相关文献】
1.发射CT用于纳米机器人辐射成像示踪及纳米机器人同位素标记
2.纳米机器人的实际应用与迭代升级
3.面向靶向医疗的微纳米机器人
4.微纳米机器人医生
——今天,你吃你的医生了吗?5.癌症治疗纳米机器人的研究现状与发展
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近年来，国内外对纳米机器人的研 方法在医学上能够用来清除血管内
究越来越热，并取得了一定的进展，部 的脂肪斑。哥伦比亚大学研制出一种
分国家已经研制出纳米机器人的样机。 “纳米蜘蛛”微型机器人，该机器人只
美国在纳米机器人的设计和研究 有 4n m大小，由D N A分子构成，能够
领域处于世界领先水平。纽约大学的 跟随D N A的运行轨迹移动，在二维体
行全面检查，在人体内拍摄的图像也 研究所的乐加昌研究员对A T P合酶 术的整体蓬勃发展，还需要研究人员
十分清晰。国家纳米中心建立了一套 （生物体能量代谢的关键酶）马达分子 不断开拓创新，逐一解决研发中的各
以环境扫描电镜为平台的多功能微 机器的结构与功能机理进行了研究， 种问题，为早日突破纳米机器人技术
当前生物纳米机器人研究工作已 从第一代生物机械简单结合系统（例如 用碳纳米管作结构件，分子马达作为动 力组件，D N A关节作为连接件等）发展 到第二代由原子或分子装配的具有特 定功能的分子器件（例如直接用原子、 D N A片断或者蛋白质分子装配成生物 纳米机器人），未来还将向第三代包含 纳米计算机在内的进行人机对话的操 控性纳米机器人发展。第三代生物纳米 机器人目前还处于设想阶段。
无痛苦、无交叉感染、不影响患者的 究所，清华大学等单位的多个团队。中 等一起成为科学技术进步的重要方
正常工作等特性，而且能够对小肠进 国科学院理论物理研究所的欧阳钟灿 向。不过，无论是科学研究还是产业
行完整的检查。迄今为止，除中国之 院士等从生物物理的角度，对分子马 发展，纳米机器人都处在初级阶段，
科学家研制出一个双足分子机器人， 表面可以行走 100n m，可用于医疗领
该机器人可以运送原子，可以作为精 域，进行疾病诊断、协助手术过程、清
密医学的工具。加利福尼亚大学的科 理血管垃圾等。
学家研制出一种能够凭借自身生长
加 拿 大、法 国、日 本、瑞 士、以 色
的肌肉行走的微型机器。科学家将鼠 列、德国等国也在纳米机器人领域开
题组，该课题组在国际上首例以p H
值 变 化 驱 动 的 核 酸 分 子 马 达（又 称
“D N A马达”），实现了通过紫外光、
电离等方式驱动核酸分子马达，为生
物分子机器在微电子、硅基电子装置
中 的 应 用 和 创 新 奠 定 了 基 础。目 前，
刘教授已利用核酸分子马达构建出
一系列功能纳米系统，例如 ：可控释
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透 视 INSIGHT
细胞的修复。图 1展示的就是纳米机器 人进入红细胞展开修复的过程。 （2）清理体内垃圾
人体是一个保持自然平衡的有 机体，新陈代谢的过程可以起到吸收 新鲜养分、排除有害物质的作用。但有 时候人体自身平衡出现问题，无法实 现自我平衡。例如，人体铅、汞中毒后， 机体无法排出，也无法分解这些元素。 这时，如果纳米机器人进入体内，就会 极具目的性地把这些有害物质清出体 内，使人体恢复自然平衡（图 2所示为 纳米机器人正在进行血管清淤）。 （3）养护血管
世界各国的军备竞赛已经延伸到 了纳米领域，各国都在探索利用纳米技 术进行军事装备的升级与改造。多国已 经开展了有关纳米机器人在军事应用 的探索，主要体现在以下几个方面 ： （1）应用于传统的武器装备中
纳米机器人用于传统的武器技术 装备，能够改善装备材料、工艺、控制系 统、制导系统、运输和储存方式，提高传 统武器技术装备的技术性能，使作战装
我国纳米机器人的研究工作开 展不多，研究工作主要集中在沈阳、重 庆、上海、北京等地，其中北京在生物 纳米机器人的部分领域已经达到国际 先进水平。
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透 视 INSIGHT
冬生教授（国家纳米研究重大科学研
究 计 划“纳 米 生 物 机 器 的 可 控 组 装
与 多 功 能 集 成”项 目 首 席 科 学 家）课
INSIGHT 透 视
纳米机器人的研究进展
■ 文 / 平朝霞 北京新材料发展中心
著名的思想家、哲学家和物理学 家阿尔伯特·爱因斯坦曾说过 ：“未 来科学的发展无非是继续向宏观世界 和微观世界进军。”如今，我们的探索 领域正走向微小化，纳米时代正在到 来。目前，有关纳米机器人的研究开发 已经成为全球关注的热点。
进展，沈阳自动化所研制出一种“纳 北京已经在生物纳米机器人方面开展 授正在准备与相关医院合作将微型
米微操作”的机器人，该机器人能够 了比较系统的前沿研究，部分研究成 机器应用于脑肿瘤治疗。
对 细 胞 染 色 体 进 行 切 割，将 来 有 望 果已达到世界先进水平。
用于D N A或分子水平上检测及对病 理、生理测试 ；重庆金山科技集团研
外，全球范围内只有以色列研制出了 达进行了大量的理论探索 ；中国科学 仍存在诸多问题，纳米机器人的安全
同类产品。重庆金山科技集团研制的 院化学研究所李俊柏研究员和中国科 性、可靠性、驱动问题、精密加工控制
机器人供电能力达到了 15h，远高于 学院动物研究所李向东研究员正在开 问题等都悬而未决。我国纳米机器人
在生物医学上，纳米技术具有无 限的潜力，纳米机器人的研制成功成 为纳米研发领域的骄傲。纳米机器人 不但能够修复细胞与基因，还能够清 除体内垃圾、养护血管。 （1）细胞与基因的修复
随着人类对物质控制能力的不断 进步，分子大小的机械部件将会诞生， 它们可以组装成比细胞还要小的微型 机器。人工制造的“细胞修复机”在纳 米计算机的操纵下，可以对原子逐个 进行操作，修正D N A的错误，维护个 别细胞的成分，从而达到对整个基因
人体的脑部血管有些地方天生 脆弱，平时很难被察觉，但在意外情况 下，可 能 会 突 然 发 生 破 裂，导 致 脑 溢 血。如果纳米机器人事先进入血管，仔
细检查，并且一一修复那些脆弱血管， 就可以避免这类悲剧的发生。
有时血管中会产生血栓，堵塞血 液正常流动。如果将纳米机器人导入 血管，可以把血栓打成小碎片，避免血 栓的进一步扩大。图 3为纳米机器人 正在进行血管养护。 2. 纳米机器人在军事上的应用
以 色 列 机 器 人 的 供 电 能 力（不 超 过 展马达蛋白方面的研究工作，尝试把 研究领域的国际技术交流与合作还
8h），满足了手术期间机器人长时间 蛋白质分子马达组装到功能体系上， 不够充分，发展受限，因此，我国要想
供电的问题。而且能够对人的肠道进 为其提供动力 ；中国科学院生物物理 通过纳米机器人的研发带动纳米技
张，从而带动硅脂框架缓慢向前行走， 国家科研中心则成功地利用特种显
形成了微型机器人，为纳米机器人动 微镜仪器，让一个分子做出了各种动
作。2006年，日本东京大学的科学家成 功地将 2个分子机器人组装在一起， 形成了一个分子机器复合体，这个分 子复合体很像一把“钳子”，紫外线和 可见光能够为这个超微型分子机器提 供动力。当受紫外线照射时，分子机器 复合体 2个“钳子”就会收拢起来，而 另一端 2块板状结构则呈平行状态 ； 当受可见光照射时，分子机器复合体 的 2个“钳子”就会打开，另外一端的 2 块板状结构则会旋转，相对呈 90°。 利用光的控制，这个分子机器人能够 充当“机器人外科医生”，可穿行于人 体血管以及杀死癌细胞。瑞士苏黎世 实验室和巴塞尔大学、韩国等都研制 出了不需要电池的纳米机器人，为纳 米机器人未来在医疗中的应用拓宽了 方向。以色列的科学家发明了一种只 有几个毫米大小的微型机器人，该机 器人能够凭借细小的附属肢体在血管 里附着和移动，科学家通过在病人体 外制造磁场来控制这些附属肢体的动 作，所制造的磁场能够使微型机器人 的肢体发生振动，并且在血管中进行 运动。
在纳米加工或操作的自动化装置 方面，德国曾经研制出具有信息处理、 导航和通讯能力的微型直升机（发动机 直径1 ～2mm、质量400mg），这种基于 多方面纳米技术的微型飞机可以旋停、 低飞、高飞，转速为 4×104转/m i n，可 以实现侦察、引导导弹攻击目标等功 能。日本则用极微小的部件组装出了 米粒大小且能运转的汽车、直径只有 1 ～2mm的静电发动机等。
目前，在全世界范围内用于严格 意义上纳米加工或操作的自动化装置 发展较少，包括以环境扫描电镜为平 台的多功能微纳操作、表征及微加工 系统等，能对微小零部件进行纳米级 加工的“纳米车床”等主要还停留在概 念设计阶段。
二、纳米机器人的潜在应用情况
目前，纳米机器人尚在研究开发 阶段，但其潜在应用十分广泛，主要体 现在医疗和军事上。 1. 纳米机器人在医疗上的应用
一、纳米机器人的基本情况
纳米机器人通常是指按照分子 水平生物学原理设计制造的可对纳 米空间进行操作的“功能分子器件”， 也称分子机器人，属于分子仿生学的 范畴 ；某些情况下，能进行纳米尺度 微加工或操作的自动化装置也被称 之为纳米机器人。因此，广义上来说， 纳米机器人可分为生物纳米机器人 和进行纳米加工的自动化装置 2种。
纳操作系统，可以实现纳米尺度的原 并用生物分子自组装原理构建了基于 占领世界技术至高点奠定基础，最终
位加工与表征。
ATP马达的生物传感器。
使纳米机器人早日走入人民生活，造
在生物纳米机器人方面，上海、北
其中，在生物纳米机器人领域的 福人类。
京具有较好的技术基础，上海交通大 研究比较有代表性的是清华大学刘 10.3969/j.issn.1008-892X.2012.12.012
放 纳 米 容 器、智 能 亲 疏 水 界 面、可 控
图 3 纳米机器人进行血管养护
光电转换器件、具有开关功能的仿生 纳 米 孔 道、具 有 能 量 转 换、物 质 转 化
及输运功能的人工纳米机器系统等，
在微纳加工或操作装置方面，沈 学胡钧教授课题组在生物体系中引入 目前具有输运和定位功能的核酸纳
阳、重庆、北京等地均取得了一定的 纳米功能部件方面取得了重要进展， 米机器已具备一定的应用价值，刘教
心肌细胞附着在约 200μ m长的硅制 展了富有成效的研究工作。加拿大蒙