论文部分内容阅读
水在我们看来是一种柔滑、没有粘性的液体,一个人只要方法得当,可以轻松地在水里游泳。但是在细菌那么微小的生物看来,水却粘稠得几乎像糖浆。它们要是以常规方式在水中游泳,其难度就好比我们要在沥青湖里游泳。
但是许多细菌自有克服这一困难的窍门。其中一个办法是尾部拖一根鞭毛。在运动的时候,鞭毛像螺丝钻一样摆动,驱动它钻穿水体,就好比它们身后配了一副螺旋桨。
鞭毛的作用启发了美国哈佛大学的一群科学家。他们根据同样的原理,发明了一种能在水中游泳的纳米螺旋桨。这是人类迄今发明的能在水中运动的最小机器。
这款小小的纳米机器在显微镜下看起来像小蝌蚪。它的头部是一个直径在200~300纳米的圆球形玻璃珠,后面拖着一根长1000~2000纳米的螺旋形尾巴。1000个这种小玩意头尾相接,其长度才1毫米多。这种小蝌蚪外表镀上一层金属钴。因为钴是有磁性的,当对纳米螺旋桨施加一个外部磁场,它就要调整“姿势”,与磁场保持同一个方向。当磁场旋转,它也跟着旋转,于是像螺丝钻一样运动的尾部就驱动它钻透水体,其速度最快可达每秒40000纳米。
通过改变外部磁场,这款小装置还可以精确控制,使它在水中沿着不同的轨迹运动,甚至划出有一定难度的“R”字形和“@”字形,可谓泳技高超。
但科学家可不是没事当游泳教练玩,这款纳米机器高超的泳技,再结合它能够推动比自身大1000倍的物体的特点,为它开拓了广阔的应用前景。其中一项就是希望有一天能用它来通过血管把药物输送到身体的病灶部位,或者实施微型外科手术。
但是许多细菌自有克服这一困难的窍门。其中一个办法是尾部拖一根鞭毛。在运动的时候,鞭毛像螺丝钻一样摆动,驱动它钻穿水体,就好比它们身后配了一副螺旋桨。
鞭毛的作用启发了美国哈佛大学的一群科学家。他们根据同样的原理,发明了一种能在水中游泳的纳米螺旋桨。这是人类迄今发明的能在水中运动的最小机器。
这款小小的纳米机器在显微镜下看起来像小蝌蚪。它的头部是一个直径在200~300纳米的圆球形玻璃珠,后面拖着一根长1000~2000纳米的螺旋形尾巴。1000个这种小玩意头尾相接,其长度才1毫米多。这种小蝌蚪外表镀上一层金属钴。因为钴是有磁性的,当对纳米螺旋桨施加一个外部磁场,它就要调整“姿势”,与磁场保持同一个方向。当磁场旋转,它也跟着旋转,于是像螺丝钻一样运动的尾部就驱动它钻透水体,其速度最快可达每秒40000纳米。
通过改变外部磁场,这款小装置还可以精确控制,使它在水中沿着不同的轨迹运动,甚至划出有一定难度的“R”字形和“@”字形,可谓泳技高超。
但科学家可不是没事当游泳教练玩,这款纳米机器高超的泳技,再结合它能够推动比自身大1000倍的物体的特点,为它开拓了广阔的应用前景。其中一项就是希望有一天能用它来通过血管把药物输送到身体的病灶部位,或者实施微型外科手术。