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施耐德/SCHNEIDER
納米技術(shù)的快速發(fā)展為工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域帶來(lái)了一場(chǎng)新的革命，特別是在制造平臺(tái)的創(chuàng)新和納米材料的生產(chǎn)方面。
近日，《science robotic》雜志上介紹了一種基于DNA的工業(yè)納米機(jī)器人，這些可編程機(jī)器人尺寸約為100納米，它具有制造三維光學(xué)活性手性結(jié)構(gòu)的潛力。通過(guò)外部控制的溫度和紫外線光，能夠執(zhí)行精確的抓取、定位、對(duì)齊、焊接和釋放結(jié)構(gòu)的任務(wù)。
此外，它們還具備自我復(fù)制的能力，通過(guò)多軸精確折疊和定位，實(shí)現(xiàn)了對(duì)三維結(jié)構(gòu)和功能的復(fù)制。這一創(chuàng)新的DNA工業(yè)納米機(jī)器人為納米制造領(lǐng)域帶來(lái)了新的工具和技術(shù)，為復(fù)雜和有用的納米和微型設(shè)備的發(fā)展打開(kāi)了新的可能性。
工業(yè)機(jī)器人在現(xiàn)代制造業(yè)中起著至關(guān)重要的作用，它們負(fù)責(zé)獲取預(yù)制零件、對(duì)齊、組裝、連接、存放，并為下一個(gè)任務(wù)做好準(zhǔn)備，在工業(yè)生產(chǎn)中，多組件系統(tǒng)的制造通常通過(guò)自組裝或通過(guò)主動(dòng)定位和固定/焊接單獨(dú)的部件來(lái)完成。
通常來(lái)說(shuō)，工業(yè)機(jī)器人是自動(dòng)化的、可編程的，并且能夠在三個(gè)或更多軸上運(yùn)動(dòng)，而這款新的機(jī)器人是一種基于DNA的納米級(jí)工業(yè)機(jī)器人，它具有三個(gè)面的DNA折紙立方角，尺寸約為100nm3，該機(jī)器人具有DNA粘端功能化邊緣，可以獨(dú)立編程以進(jìn)行選擇、移動(dòng)和六個(gè)自由度的操作。
制造過(guò)程包括構(gòu)建納米機(jī)器人，通過(guò)自組裝、折疊和共價(jià)鍵合制成的DNA折紙單體形成交叉平鋪DNA折紙單體，研究人員可以修改所有四個(gè)交叉延伸的邊緣和面上的粘性末端。
機(jī)器人的三聚體可以執(zhí)行預(yù)編程步驟，抓取三個(gè)原料DNA折紙板，并通過(guò)逐步折疊將它們閉合在一起，實(shí)現(xiàn)板邊緣的對(duì)齊和通過(guò)粘端雜交結(jié)合。
與傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人不同，這種DNA工業(yè)納米機(jī)器人通過(guò)用戶或外部計(jì)算機(jī)程序控制紫外線光，使用紫外線交聯(lián)將它們焊接在一起，并通過(guò)改變溫度將它們釋放到懸浮液中。這一創(chuàng)新方法使得交聯(lián)的立方角具有手性和光學(xué)活性，為3D自我復(fù)制問(wèn)題提供了解決方案。
相比之下，傳統(tǒng)的一維或二維單步模板需要訪問(wèn)第二維或第三維，而這里通過(guò)折疊進(jìn)行操作和定位，未裝飾的機(jī)器人立方角可以組裝一個(gè)互補(bǔ)的立方角機(jī)器人，并在兩個(gè)周期內(nèi)復(fù)制原始機(jī)器人，從而實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)量的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。這一演示預(yù)示著通過(guò)光和熱進(jìn)行編程和控制，納米機(jī)器和機(jī)器人可以用于納米級(jí)生物相容性結(jié)構(gòu)和設(shè)備的生產(chǎn)。
納米級(jí)工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)標(biāo)志著納米技術(shù)在制造領(lǐng)域的巨大進(jìn)步，基于DNA的工業(yè)納米機(jī)器人不僅展示了在三維光學(xué)活性結(jié)構(gòu)制造方面的潛力，而且通過(guò)自我復(fù)制的能力為納米制造提供了新的工具和技術(shù)。同時(shí)，UV光和溫度的控制使得這些機(jī)器人能夠完成復(fù)雜的組裝和釋放任務(wù)，為納米級(jí)生物相容性結(jié)構(gòu)和設(shè)備的生產(chǎn)提供了新的解決方案。
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