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纳米机器人怎么制造

发布时间: 2021-02-01 17:58:25

㈠ 未来的纳米机器人是怎样的构造

在电子显微镜的帮助下,纳米机械专家已经能够将独立的原子,重新安排成自然界从未回有过的结构答。纳米技术学家期望在25年内,在现实生活中实现这些想法,创造出真正的、可以有效工作的纳米机器人。这些纳米机器人有微小的“手指”可以精巧地处理各种分子;还有更微小的“电脑”来指挥“手指”的运动。“手指”可能由碳纳米管制造,它的强度是钢的100倍,细度是头发丝的五万分之一。“电脑”也同样由碳纳米管制造,这些碳纳米管还能做成连接它们之间的导线。

㈡ 纳米机器人是如何制作的 这么小却如此精良

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。

㈢ 纳米机器人怎么 制造的

没有电机,用仿生机器人转动可以用重力磁力轴转动,前面加上磁铁加大向前的重力,让机器人进行摆动,这个办法可行吗?

㈣ 纳米机器人的制造过程有谁知道_

制造纳米机器人不是从单个原子堆积做起
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。下面列举几种研制纳米机器人的可能途径:
1.化学模拟
化学家很早就开始模拟酶分子的活性中心结构制造"模拟酶",这实际上就是在研制纳米机器人,因为每一个酶分子都是一个活生生的纳米机器人。但是化学家只模拟了酶活性中心功能基团在空间位置上的配置,而没有模拟出功能基团在催化底物反应时出现的动作,这种动作应当足以打开一个化学键或者合成一个化学键。因此,化学模拟还有很长的路可走,一旦模拟出具有催化动作的"模拟酶",化学合成的纳米机器人也就诞生了。
2.利用分子的自组合原理装配机器人
生物分子在各个层次上存在着自组合的性质,利用分子的自组合特性装配纳米机器人是一个值得探索的途径。比如构成生物膜的脂类分子是一端亲水另一端疏水的双亲性分子,它们在水溶液中会自组合成双分子层微囊泡,科学家利用这种微囊泡把抗癌药包裹起来,避免药物对正常细胞的杀伤作用。为了使包裹了抗癌药物的微囊泡能识别癌细胞,科学家利用了抗体分子对抗原分子的专一识别作用,把一种专一识别癌细胞特有抗原分子的抗体分子装在微囊泡表面,如此制成的药物载体如同"生物导弹",可以专一地识别和杀死癌细胞。这不就是纳米物理学家倡导的定向杀死癌细胞的纳米机器人吗?
3.利用生物分子作为分子功能器件组装纳米机器人
ATP酶作为分子发动机的研究已经在西方形成热点领域,日本和美国双方已经呈现出强烈的对峙竞争局面。分子发动机问世的意义决不仅仅是制造一种纳米机器人的动力装置,而是开辟了一个新的探索领域,这个领域就是研究生物分子作为微型机器人原器件的可能性。原则上所有的生物分子都是纳米机器人或组成纳米机器人的零件,生物分子的自组合性质就是零件组装的原理依据。因此,开展生物分子作为纳米器件特性和组装原理的研究应当及早倡导和支持

㈤ 怎么装纳米机器人

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㈥ 纳米机器人是怎么回事啊,现在制作出来了吗

我国研制出纳米机器人

新华网沈阳4月15日电(记者王炳坤)对细胞、染色体进行"手术",像摆弄棋子一样移动原子,在1/20发丝横截面大小的面积上任意写字……这些精细得只能想象的"活儿",如今人类可以亲手来做了。中国科学院沈阳自动化研究所最近研制成功一台纳米操作机器人样机,使我国纳米微操作技术达到世界先进水平。

纳米技术是21世纪科技发展的重点,1纳米(1nm)等于10的负9次方米,大约等于10氩原子并列成一条直线的长度。在纳米尺度上的操作,通常被叫做纳米微操作,是纳米技术的重要内容,其目的是在纳米尺度上按人的意愿对纳米材料进行移动、整形、刻画以及装配等工作。据介绍,纳米微操作已经远远超出了普通光学显微镜所能看到的精度,1989年IBM公司的科学家利用扫描式隧道显微镜(STM),操作35个氙原子在镍金属表面拼出I-B-M三个字母,开了纳米微操作先河,一时成为轰动世界的新闻。沈阳自动化所研制的这台纳米操作机器人,可以在纳米尺度上进行多种作业。

在实验室里,工作人员像操纵游戏机杠杆一样,操纵纳米操作机器人最终端的机器手。这个比针尖还要细小数百万倍的机器手只有1-100纳米的直径,但是通过原子力显微镜(AFM),它的活动被放大上亿倍后在电脑屏幕上显示了出来。科学家告诉记者,一个物体到了纳米尺度,无论多么精确的显微镜也不能直接看清楚它的面目;在这种情况下,他们利用一种扫描探针式显微镜(SPM),通过机器人控制技术,使扫描探针(也就是机器手)与样品表面轻轻接触,根据探针与样品表面极其微弱的排斥力的变化,再通过光学或电流原理将其进行放大和分析后,就可以准确的测定出样品表面的形貌信息和探针所处的位置了。

测试显示,在刻画操作中,在512的像素区,重复定位误差小于5个像素,精度达1%以上;在移动纳米碳管的操作中,重复定位精度达到30 nm;而在基于路标的定位测试中,其定位误差小于4nm。国家"863"计划课题验收小组专家一致表示,这台样机的操作精度达到了世界先进水平。

科学家表示,随着纳米材料的广泛应用,如何对它们进行加工切割、装配等作业,则显得尤为重要,而这项刚刚通过国家863计划验收的科技项目,将为人类控制和掌握神秘的微观世界提供技术保证。纳米微操作技术可以广泛用于纳米材料的力、电、化学特性研究、生物工程与医学实验研究、纳米电子器件的装配与加工等方面。比如在基因治疗技术中,就可以利用纳米操作机器人对有病的染色体进行切除。科学家表示,这项技术的成功,还将为他们今后研制可以直接进入人体抓取细胞的纳米机器人奠定基础。

其他参考文献:

分子大小的纳米机器人
http://www.cycnet.com/encyclopedia/exploration/events/000712024.htm

纳米技术网
http://www.nm863.com/

中国纳米机器人沈阳造
http://www.haihuiautomation.com/XXLR1.ASP?ID=5323

㈦ “纳米”这个单位,在我们人看来已经是非常地小了。那么要制作纳米机器人,要怎么制作呢

注意这里的机器人跟我们平常理解的机器人是两个不同的概念

这里的机器人并不一定真正是专一个机器,属而是带有特殊功能的分子或原子,这些分子或原子可以运用编程的思想来控制它们,以达到我们预期的目的,并不是制成一个那么大小的机器人到生物体内做什么。所以别理解错

㈧ 生产纳米机器人存在什么困难

考虑到纳米机器复人体积太小,制因而无论它们执行什么任务,甚至包括自身的复制,都必须动用庞大数量的群体。清理的血管里的人体垃圾,可能就需要数以百万计的纳米机器人;要制造一辆汽车,可能要调动一百亿亿个纳米机器人同时进行工作,然而还没有一个生产线可以生产如此巨大数量的纳米机器人。

㈨ 纳米机器人的制造过程

制造纳米机器人不是从单个原子堆积做起
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。下面列举几种研制纳米机器人的可能途径:
1.化学模拟
化学家很早就开始模拟酶分子的活性中心结构制造"模拟酶",这实际上就是在研制纳米机器人,因为每一个酶分子都是一个活生生的纳米机器人。但是化学家只模拟了酶活性中心功能基团在空间位置上的配置,而没有模拟出功能基团在催化底物反应时出现的动作,这种动作应当足以打开一个化学键或者合成一个化学键。因此,化学模拟还有很长的路可走,一旦模拟出具有催化动作的"模拟酶",化学合成的纳米机器人也就诞生了。
2.利用分子的自组合原理装配机器人
生物分子在各个层次上存在着自组合的性质,利用分子的自组合特性装配纳米机器人是一个值得探索的途径。比如构成生物膜的脂类分子是一端亲水另一端疏水的双亲性分子,它们在水溶液中会自组合成双分子层微囊泡,科学家利用这种微囊泡把抗癌药包裹起来,避免药物对正常细胞的杀伤作用。为了使包裹了抗癌药物的微囊泡能识别癌细胞,科学家利用了抗体分子对抗原分子的专一识别作用,把一种专一识别癌细胞特有抗原分子的抗体分子装在微囊泡表面,如此制成的药物载体如同"生物导弹",可以专一地识别和杀死癌细胞。这不就是纳米物理学家倡导的定向杀死癌细胞的纳米机器人吗?
3.利用生物分子作为分子功能器件组装纳米机器人
atp酶作为分子发动机的研究已经在西方形成热点领域,日本和美国双方已经呈现出强烈的对峙竞争局面。分子发动机问世的意义决不仅仅是制造一种纳米机器人的动力装置,而是开辟了一个新的探索领域,这个领域就是研究生物分子作为微型机器人原器件的可能性。原则上所有的生物分子都是纳米机器人或组成纳米机器人的零件,生物分子的自组合性质就是零件组装的原理依据。因此,开展生物分子作为纳米器件特性和组装原理的研究应当及早倡导和支持。

㈩ 纳米机器人是怎样自我复制的

实际上,细胞就是一台纳米机器,只不过纳米机器要受我们人类的控制,而细胞有它自己的指挥官——基因。我们知道细胞能够进行分裂,一个细胞变成两个细胞,各种各样的缅胞有机地组合到一起就能形成一个生命。上述细胞的分裂过程实际上就是一个自我复制的过程。

假如我们能够制造一个纳米机器人,但是我们要知道物质世界里的原子数是数不胜数的,经过简单计算,即使这个机器人能以每秒10亿个原子的速度全速生产,还是几乎毫无用处,因为一个纳米机器人哪怕只生产一小批产品也要花费数百万年的时间。尽管从科学角度而言这样的纳米机器人装配工很有吸引力,它本身在宏观的“现实”世界里却不会有多大用处。怎么来解决这一问题呢?中国有句古话:人多力量大。假如有很多这样的机器人一起工作,那么就可以生产出更多的产品。如何达到这一目标呢?要是纳米机器人也能够自我复制就好了。目前人类正在努力使纳米机器人能像细胞一样具有自我复制的能力。

我们举个例子,假如一个纳米机器人由10亿个原子按照超乎想像的精密结构组合而成。而且它们组装的速度仍是上面说的每秒10亿个原子,并且它能够复制自身,那么每个机器人完成自己的一个复制品仅需1秒钟。然后新的纳米机器,人克隆品将被“启动”,又开始自我复制。在这个忙碌的克隆过程进行60秒之后,将出现2的60次方个纳米机器人,这是巨大得难以想像的18位数字,或者说是10亿个10亿。这支纳米机器人大军能够在0.6毫秒内生产30克产品,即每秒生产50千克。现在我们谈论的真的不再是毫无用处的小家伙了。

普通的纳米机器人用于大批量生产的想法并不是特别诱人,但是能够自我复制的纳米机器人确实令人心动。如果这是可行的,那么在瞬间生产出从CD机到摩天大楼在内的任何东西的想法似乎也并不牵强。大量复制的纳米机器人可以分解垃圾,吸收并分解空气中的有毒污染物,如果成功,那么环境污染的问题可望得到根本的解决。

但是,这些能够自我复制的纳米机器人也可能是非常可怕的。它们也许就相当于一种新的寄生物,没有人能阻止它们的无限扩张,最终全世界都会变成一堆分辨不清的灰色浆糊。更加可怕的是,它们可能根据设计程序或者通过随机突变而具备彼此交流的能力。一位作者在作品中对纳米机器人繁殖扩张非常害怕,未来人类的领地可能要被这些小机器人侵占了。

但是,假如纳米机器人忘记停止复制会发生什么?如果没有一些放在纳米机器人内部的停止信号,纳米机器人忘记停止复制,无穷尽地复制自身,产生灾难不是没有可能的。纳米机器人在人体内快速复制能够比癌细胞扩散还要快地布满正常组织;一个发疯的制造食物的机器人能够把地球的整个生物圈变成一块巨大的奶酪。

纳米技术学家没有回避危险,但是他们相信他们能控制灾难的发生。其中一个办法是设计出一种软件程序使纳米机器人在复制数代后自我摧毁。另一种办法是设计出一种只在特定条件下复制的机器人,例如只有在受到某些刺激比方说只有当某种化学品的浓度高于一定限度后才进行复制,或者在一个很窄的温度和湿度范围内才能复制。

科学家设想可以有两种类型的纳米机器人,一类具有自我复制能力,叫自我复制工,如同蜜蜂中的蜂王;一类不具有自我复制能力,叫普通装配工,就像蜜蜂里面的工蜂一样。这样就更易于控制纳米机器人的复制。

就像电脑病毒的传播一样,所有以上这些努力都无法阻止那些不怀好意的人有意释放某种纳米机器人作为害人武器。事实上,一些批评家指出纳米技术可能的危险要大于它的益处。然而,仅仅这些利益就已经太具诱惑力了,纳米技术必将超过电子计算机和基因制药而成为新世纪的技术发展方向。世界可能会需要一个纳米技术免疫系统,这个系统中有一些纳米机器人要来充当警察,他们不断地在微观世界中同那些不怀好意的机器人进行战斗。

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