美國有線電視網(wǎng)(CNN)在近期報道中指出,小小的納米機(jī)器人或許將成為人體的健康衛(wèi)士,在人體內(nèi)四處巡視,一旦發(fā)現(xiàn)問題,立馬解決。
1966年出品的經(jīng)典科幻電影《神奇的旅程》(Fantastic Voyage)是第一部利用微縮科技拍攝人體內(nèi)部的科幻片,故事描述一名蘇聯(lián)科學(xué)家逃到美國,因為他的腦血管遭到間諜破壞而命在旦夕,5名美國醫(yī)生被縮小成幾百萬分之一置于水中,注射進(jìn)科學(xué)家體內(nèi)進(jìn)行血管手術(shù),完成任務(wù)后經(jīng)眼睛逃出。
這一場景似乎有點像天方夜譚,但現(xiàn)實總有辦法追上我們的想象,而且,方興未艾的納米技術(shù)擁有無限的可能?,F(xiàn)在,瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院的工程師們研制出了一些微型納米機(jī)器人,它們非常嬌小,一個茶匙就能裝下數(shù)十億個。工程師們打算將這些納米機(jī)器人注射入人體內(nèi)精微的區(qū)域——大腦和心臟內(nèi),遞送藥物;檢查身體;甚至進(jìn)行手術(shù)。這似乎再現(xiàn)了《神奇的旅程》中的場景:一隊外科醫(yī)生在人體內(nèi)工作,只不過,真人換成了納米機(jī)器人。
瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院的化學(xué)工程師布拉德·尼爾森和他的研究團(tuán)隊已經(jīng)經(jīng)營納米機(jī)器人數(shù)十年時間,現(xiàn)在,他們躊躇滿志:“我們正在制造由外部磁場引導(dǎo)的微型機(jī)器人,用于人體內(nèi)的健康管理?!?
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納米技術(shù)的靈感,來自于已故物理學(xué)家理查德·費曼于1959年所作的一次題為《在底部還有很大空間》的演講。費曼認(rèn)為,物理學(xué)的規(guī)律不排除逐個原子地制造物品的可能性,人類可以用小的機(jī)器制作更小的機(jī)器,最后將變成根據(jù)人類意愿,逐個地排列原子,制造產(chǎn)品,這是關(guān)于納米技術(shù)最早的夢想。
費曼說:“當(dāng)你將這種力學(xué)外科醫(yī)生放入血管內(nèi),它會進(jìn)入心臟并四處‘巡視’、檢查,如果它發(fā)現(xiàn)心臟的瓣膜出現(xiàn)了問題,它會拿起一把小刀,將其切除?!?
尼爾森的納米機(jī)器人目前可能沒有這把小刀,但其制造出的納米機(jī)器人無疑也有其獨特之處:其外形從普通的大腸桿菌那兒獲得靈感,大腸桿菌被一條名為鞭毛的旋轉(zhuǎn)“尾巴”所推動。尼爾森解釋道:“大腸桿菌擁有旋轉(zhuǎn)馬達(dá),現(xiàn)在我們還無法制造出馬達(dá),我們還沒有這種技術(shù),但我們可以使用磁力來移動這些納米機(jī)器人?!?
科學(xué)家們已經(jīng)在實驗室,在眼部極端精細(xì)的環(huán)境下對這些納米機(jī)器人進(jìn)行了測試,實驗表明,這些機(jī)器人能夠游過(眼睛的)玻璃狀液——填充眼球的凝膠,并將藥物遞送到視網(wǎng)膜區(qū)域來治療老年黃斑變性,這是老年人致盲的主要原因之一。
尼爾森表示,在眼睛內(nèi)進(jìn)行的測試表明,除了治療眼病以外,這種納米機(jī)器人也能在其他領(lǐng)域大展拳腳,比如治療心臟病。在這種情況下,納米機(jī)器人會被一個直徑約為2至3毫米的導(dǎo)管引到需要被治療的區(qū)域。
當(dāng)然,也可使用這一技術(shù)將納米機(jī)器人送到大腦和其他目標(biāo)區(qū)域,包括更小的腸道以及尿道等。要想對這些地方進(jìn)行治療,需要極高的精確度。因此,納米技術(shù)被認(rèn)為是我們未來對抗癌癥的最好武器。
為了保持其處于無菌狀態(tài),研究人員在“絕對無塵”的環(huán)境下制造出了這些納米機(jī)器人。他們將于今年年內(nèi)對這一技術(shù)進(jìn)行臨床測試。
在醫(yī)療領(lǐng)域之外“大顯身手”
尼爾森說:“納米技術(shù)專家也在研究其在其他領(lǐng)域的運用,比如用于水處理或環(huán)境清掃等。我們或許能操作數(shù)百億、數(shù)千億個這樣的設(shè)備并讓其游過受到污染的水、并將污物收集起來。”
這或許也能用于探測漏油,尼爾森說:“最近有其他科學(xué)家發(fā)表報告指出,他們已經(jīng)證明這些納米機(jī)器人能依附到油滴上并將其移到別處?!?
不過,對于納米技術(shù)最大膽且最天馬行空的預(yù)測來自于麻省理工學(xué)院(MIT)媒體實驗室的創(chuàng)辦人兼執(zhí)行總監(jiān)、《連線》雜志專欄作家尼古拉斯·尼葛洛龐帝,他相信,未來,我們將直接從納米機(jī)器人那兒接收信息和知識,這些納米機(jī)器人將從我們的血管“游到”我們的大腦。