“DNA花”微型机器人可适应环境变化

科技日报记者 张家欣 美国北卡罗来纳大学研究团队研发出一款名为“DNA花”的微型机器人。这类机器人具有独特的适应环境变化的能力,可以像生物体一样根据周围环境改变自身的形态和行为。 “DNA花”机器人由DNA与​​无机材料结合形成的特殊晶体组成。它可以在几秒钟内快速折叠和展开。它是迄今为止开发的最具活力的微材料之一。这项研究的灵感来自于自然界的许多现象。例如,花瓣的展开、珊瑚的脉动、生物组织的形成,都是在外界环境变化之间调节手掌生物行为的过程。研究人员希望模仿自然界中这些复杂的行为,开发出能够适应环境变化并完成任务的人造材料是自主的。 研究人员表示,微小“DNA花”成功的关键在于DNA在花形晶体内部的排列方式。它们可以通过内部DNA结构来控制自己,类似于微型计算机程序。当周围环境变得更加酸性时,部分 DNA 结构会紧密折叠,导致花朵闭合。当酸度恢复正常时,DNA 结构松弛,花朵再次开放。这种简单但强大的运动用于控制 mga 化学反应、运输和释放分子,甚至与细胞和组织相互作用。这使得这些机器人能够自动调整和响应周围环境的变化。尽管该技术目前还处于测试的早期阶段,但研究人员对其未来的应用充满信心。未来,这些“DNA花”可以注入人体,针对性治疗肿瘤的位置。酸性环境会导致花朵闭合,释放药物或取样进行活检。当肿瘤的治疗完成后,花朵会重新开放,准备好再次应对疾病的复发。此外,这些智能材料还可以用于环境清洁,例如将清洁剂释放到污染水体中并在任务完成后自动溶解,减轻环境负担。这些“DNA之花”也有望在数字存储领域发挥作用,可用于存储海量数据。据估计,这些材料每茶匙体积可存储高达 2 万亿千兆字节的数据,从而提供更高效、更环保的数据存储解决方案。研究人员表示,这一突破不仅为智能材料的发展提供了新视角,也有助于推进生物与机械技术的深度融合。技术。