纳米马达的驱动机理研究进展

纳米马达是一种将其他形式能量转化为机械能从而产生定向运动的纳米机器。文章概要介绍了不同种类纳米马达驱动 机理的研究现状,简略分析了纳米马达在实际应用中存在的困难,并对未来的发展趋势进行初步展望。     

自驱动微纳米马达的设计原理与结构简化方法

自驱动微纳米马达由于其自主运动特性,在药物运输、生物传感、细胞分离、微手术和环境治理等方面有着重要的应用前景.本文通过分析自驱动微纳米马达的气泡反冲和自泳等各种驱动机理,指出设计制备自驱动微纳米马达的关键是在微纳米粒子周围构建非对称场;重点综述了自驱动微纳米马达从双面神结构和多层管状结构到各向异性单组分结构和各向同性粒子的结构演变与简化历程,并对其发展和应用前景做出了展望.     

纳米马达电源新成果

新近,美国康乃尔大学科研人员制造出400个微型马达,有5个竟被发动,以8转/秒的速度旋转起来,一次可连续运转2小时.据科研人员介绍,这种微型马达的镍制螺旋桨长度有750纳米(1纳米等于1米的10亿分之一,相当于头发的8万分之一),直径约150纳米,是名副其实的纳米马达.所以这些马达即使与我们面对面,我们也视而不见.那些奇观是科学家在高倍显微镜帮助下拍摄到的.科研人员还有幸目睹到一颗小尘埃被旋转的螺旋桨吸入,接着被甩出来的镜头.科研人员认为,此项实验将为纳米科技、纳米电脑走向社会;将为比人体红血球还要小的纳米机器人进入人体,直接打通脑血栓,清除心脏动脉脂肪沉积物,进入人体全身检查等治病救人工作,大开方便之门.     

微纳米马达研究的多学科交叉

<正>宏观世界中,马达的发明和驱动给我们的日常生活带来了翻天覆地的变化.同样,在微观世界中,微纳米马达的研制成功和实际应用也将给人类带来革命性的变革.受益于微纳米制造技术的快速发展,我们得以窥见通过操控原子、分子和纳米材料制备微纳米机器的可能性.2016年,Jean-Pierre Sauvage,Sir J.Fraser Stoddart和Bernard L.Feringa三位科学家因设计和合成出分子机器而被授予诺贝尔化学奖.这在某种程度上表明包括     

能干的小引擎——纳米马达

在分子水平上实现马达功能,即纳米尺度上的有用功输出和精确运输,曾是R．Feynman的梦想,也是当前纳米科学面临的挑战。本文简介纳米马达研究的现状,并指出若干尚待解决的重大科学问题。     

嗜酸细胞和肺浸润性疾病

外周血嗜酸细胞增多伴有肺部炎性浸润是一组较常见的疾病。在我院住院的病人中,肺部炎性浸润疾病伴有嗜酸细胞增多,大约占肺部炎性疾病的5%左右,对这一组疾病的诊断概念仍不很清楚。病因也不完全明确,治疗有时也很困难。最近我们曾遇一例女性,43岁,工人,因咳嗽,低热,有时痰中带少量血已4月余,右肺下部有细湿啰音,胸片示右下肺有片状浸润影,外周血白细胞10,000—13,000/mm~3嗜酸细胞占5—14%,曾诊断为肺炎,     

细菌驱动“电泥”

<正>在海洋沉积物中的细菌的作用下,海底淤泥有可能导电——这一结果有助于解释研究人员在海洋沉积物中检测到的大量的电活动,这是不久前发表在《自然杂志上的一项研究报道。     

光驱动微纳马达的运动机理及其性能

微纳马达是指在外界各种能量(光、电、磁、热、化学能等)的刺激下,具有运动性能(包括转动、翻转、梭动、收缩、聚集等)且尺寸为微米或纳米级的微观器件.相对于传统的微纳颗粒而言,微纳马达的可控运行的特性使之在应对未来生物临床、环境治理、微纳器械、微纳加工等领域的实际问题时具备明显优势.光驱动微纳马达作为本领域十分重要的一种类型,由于具有运动远程可控的独特性能而备受关注.本文首先对微纳马达进行了简单的介绍,然后详细地介绍光驱动微纳马达设计的基本原则及驱动机理、光驱动马达的分类、运动特征以及潜在应用,最后对光驱动微纳马达目前面临的挑战以及未来的发展进行了评述.     

“纳米外科医生”之旅

你听说过这样的故事吗?有一种比人体细胞还微小的外观像船舰的东西;它不仅能穿梭于病人的血液之中,还能发现和锁定病变细胞,透过其细胞膜进入细胞内,释放出一定剂量的药物实施治疗。尽管这样的场景更像是从好莱坞科幻大片中剪辑出来的,但事     

深层地震会引发“多米诺骨牌效应”

一张骨牌倒下会引起连锁反应,这就是“多米诺骨牌效应”。在地震研究中,科学家们以前曾发现浅层地震会引发“多米诺骨牌效应”。因为地震波传播的关系,一场浅层地震会在数百公里外引发另一场地震,可能强度更大。如今,美国科学家证实:在距地表数百公里深处发生的地震,也会有类似反应。     

新能源驱动“绿色舰队”

海军部长的支持 即使戴着飞行头盔,戈鲁曼C-2A"灰狗"运输机的座舱里发出的噪声仍震耳欲聋.这架双引擎海军军机的方位此刻位于瓦胡岛以北160千米海面的上空,正飞向在太平洋中以30节航速向前航行的尼米兹号航空母舰.坐在座位上,透过不大的舷窗,可以目睹广阔的蓝色洋面上泛起的阵阵白浪.坐在后排座位上的海军军士威沃尔开始用右臂使劲划出一道圈子——它表示10秒钟之后,这架飞机将降落在甲板上.9、8、7……飞机猛地触到了飞行甲板,随即尾钩挂上了阻拦索,一下子停住了.时速240千米的飞机完全停稳只用了2秒时间.     

“人造细胞”

<正>"自然之母"的眷顾当克雷格·文特尔(CraigVenter)在记者招待会上宣布,他和他的同事创造了世界上第一个"人造细胞"(亦称人造生命)时,他的表现就如同接受奥斯卡奖的演员那般,极有风度。文特尔博士,著名生物学家和基因学家,他对他的研究团队大加赞赏,并介绍了他们成功背后多年艰苦卓绝的奋斗经历。他还提到了出席这次招待会的一些对他事业成功起到重要作用的人     

自驱动马达在复杂环境中的设计和介观模拟

基于泳机理自驱动的微/纳马达动力学现象十分丰富,相关理论研究属于软凝聚态、统计物理和纳米科技交叉学科新兴的前沿领域.对自驱动马达进行模型设计、探索马达与复杂环境相互作用,具有潜在的应用意义.本文首先介绍了一种高效的介观模拟方法——多粒子碰撞动力学基本方法,以及结合了分子动力学和化学反应的联合算法;接着简要描述了马达基于泳的自驱动机理,并简单回顾了马达数值模拟研究的相关进展;最后概述了应用多粒子碰撞动力学方法对自驱动马达研究的结果,包括广泛地建模与设计,以及马达与复杂活化环境相互作用动力学.     

多物理场驱动微纳马达的运动机理及应用

多物理场驱动微纳马达是一种介于纳米和微米尺度的致动器,它能够将化学能、磁能、电能、光能、热能以及超声能转换为机械能,从而实现其在靶向药物运输、粒子离散、生物传感、仿生制造以及环境修复等领域的应用.本文评述了近年来我国微纳马达运动控制领域重要的研究进展和代表性成果,以及微纳马达在各领域的应用研究,阐述了微纳马达当前存在的关键性问题,并探讨了微纳马达未来的应用前景及发展方向和趋势,为深入开展微纳马达的科学研究和工程化应用提供一定的借鉴和参考.     

细胞有丝分裂马达蛋白的化学生物学研究与展望

微管马达驱动蛋白(kinesin,简称驱动蛋白)是一类沿着微管的特定方向行走的分子马达蛋白家族,在胞内运输和细胞分裂中扮演着重要角色.为了研究驱动蛋白的时空动力学特征,过去近15年的化学生物学研究发掘了一系列特异性的小分子抑制剂,为解析驱动蛋白的系统功能提供了有效的工具.由于部分驱动蛋白在实体瘤中活性异常增高,驱动蛋白小分子抑制剂渐渐发展成为癌症化疗的先导化合物.事实上,基于驱动蛋白Eg5(也叫KIF11)和CENP-E(着丝粒结合蛋白E)的小分子抑制剂已经进入Ⅰ期和Ⅱ期临床实验.本文将简介驱动蛋白的小分子抑制剂研究进展及临床转化研究前景.     

T细胞受体的多面性

Ｔ细胞受体的多面性李大卫译，何方淑校“人们认为受体相当简单和迟顿，但是它可能比你想象的更为灵敏。”不难理解免疫学者们为什么把Ｔ细胞受体当作一个具有强烈吸引力的目标。因为受体（实际上是位于免疫Ｔ细胞外膜中，具有收集作用的几个蛋白质）能够识别和结合外来的...     

“纳米光镊装置”

一个只及头发丝万分之一粗的单分子,你如何感知它的运动方向和力量呢?现在你可以在中科大科学家研制的纳米光镊系统上亲自尝试DNA分子的折叠,以及与组蛋白的微小结合力的测量。这个装置名为“纳米光镊系统”,是由中科大激光生物实验室研制成功的,刚刚通过中科院组织的专家组的鉴定,它标志着我国纳米光镊技术获得了重大进展。“光镊技术”被称为无形的机械手,区别于日常有形的镊子,光镊是利用激光动量转移产生的辐射压力,形成具有梯度力场的光学陷阱,处在陷阱中的微粒受到梯度力场的作用,就被“钳住”。这个光学陷阱像是一把小镊子,因此被…