Крошечные роботы размером в одну миллионную миллиметра могут быть запрограммированы на перемещение и создание молекулярных грузов с помощью крошечной роботизированной руки.Каждый отдельный робот способен манипулировать одной молекулой и состоит всего из 150 атомов углерода, водорода, кислорода и азота. Если рассматривать этот размер в контексте, миллиард миллиардов этих роботов, сложенных друг на друга, все равно будут иметь размер лишь крупицу соли.Роботы работают, проводя химические реакции в специальных растворах, которые затем могут контролироваться и программироваться учеными для выполнения основных задач.
В будущем таких роботов можно будет использовать в медицинских целях, в сложных производственных процессах и даже для строительства молекулярных фабрик и сборочных линий. Исследование будет опубликовано в журнале Nature в четверг, 21 сентября.Профессор Дэвид Ли, руководивший исследованием в Школе химии университета, объясняет: «Вся материя состоит из атомов, и это основные строительные блоки, из которых образуются молекулы.
Наш робот — это буквально молекулярный робот, построенный из атомов, точно так же, как вы можете построить очень простого робота из кубиков Lego. Затем робот реагирует на серию простых команд, которые ученый запрограммировал с помощью химических веществ.
«Это похоже на то, как роботов используют на конвейере сборки автомобилей. Эти роботы берут панель и размещают ее так, чтобы ее можно было правильно приклепать для сборки кузова автомобиля. Таким образом, как и робот на заводе, наша молекулярная версия может быть запрограммирована на позиционирование и заклепку компонентов по-разному для создания различных продуктов, только в гораздо меньшем масштабе на молекулярном уровне ».
Преимущество наличия такого небольшого оборудования в том, что оно значительно снижает спрос на материалы, может ускорить и улучшить открытие лекарств, резко снизить требования к мощности и быстро увеличить миниатюризацию других продуктов. Таким образом, потенциальные применения молекулярных роботов чрезвычайно разнообразны и интересны.Профессор Ли говорит: «Молекулярная робототехника представляет собой высшую степень миниатюризации машинного оборудования.
Наша цель — проектировать и производить машины наименьшего размера. Это только начало, но мы ожидаем, что через 10-20 лет молекулярные роботы начнут использоваться для создания молекул и материалов на сборочных линиях молекулярных фабрик ».Хотя создание и управление такой крошечной машиной чрезвычайно сложно, методы, используемые командой, основаны на простых химических процессах.Профессор Ли добавил: «Роботы собираются и управляются с помощью химии.
Это наука о том, как атомы и молекулы взаимодействуют друг с другом и как большие молекулы строятся из более мелких.«Это тот же самый процесс, который используют ученые для изготовления лекарств и пластмасс из простых химических строительных блоков. Затем, когда нанороботы построены, ученые управляют ими, добавляя химические вещества, которые говорят роботам, что и когда делать, точно так же, как компьютерная программа ».