电机线盒
主页 > 电机线盒 >

对前沿科学技术的解读?微观世界中的观念

作者:YWYF 发布时间:2020-10-17 浏览:194

纳米电机是当今技术研究的热点领域,各种微电机相继问世,形成了花样繁多、性能各异的纳米电机家族。

根据原料用途的不同,可分为固体材料纳米马达和合成生物分子纳米马达。另外,纳米马达研究还有一个非常重要的分支,就是直接研究生物体中存在的分子马达,并直接使用,安装在纳米机器人中,为其提供动力。

前沿科技解读丨微观世界里的发念头

前沿科技解读丨微观世界里的发动机

前沿科技解读丨微观世界里的发动机

第一类纳米电机以纳米管和纳米线电机为代表。早在2004年,宾夕法尼亚大学美国的化学教授阿尤斯曼森(Ayusmansen)带领一个团队,使用铂和金纳米颗粒开发了一种2微米纳米马达,该马达由稀释的过氧化氢在水中的化学反应产生气泡提供动力。这种纳米电机不需要外加磁场、电场和光场来提供能量,还能克服布朗运动对纳米颗粒的影响,最大的缺点是必须依靠水和过氧化氢来限制其应用范围,无法在试管外推广。

用于生物分子合成的第二类纳米电机也取得了重大技术突破,科学家们成功研制出分子航天飞机、分子转子等多种纳米机器。

此外,还有按驱动方式对纳米马达进行分类的方法,可分为单分子酶纳米马达和纳米泵,以及光伏驱动的纳米马达等。

最终目标--纳米机器人

前沿科技解读丨微观世界里的发动机

发展纳米电机的最终目标是制造纳米机器人。按照技术发展顺序,纳米机器人的研发可以分为三代。它也是由低到高、由简单到复杂的三个过程。

前沿科技解读丨微观世界里的发动机

血管中的纳米机器人第一代纳米机器人是生物和机械系统的有机结合,以碳纳米管为结构元件,以分子马达为动力元件,以DNA元件为关节元件;第二代纳米机器人直接利用原子或分子组装具有特定功能的纳米级分子装置。第三代纳米机器人更进一步,在第二代的基础上安装纳米控制芯片和纳米计算机,为纳米机器人创造更广阔的应用舞台。

前沿科技解读丨微观世界里的发动机