宁波材料研发的新型DNA工业纳米机器人探索纳米微型设备
拾壹芯
图A(右)的立体结构是最新发布的纳米机器人，由三个二维部件组装而成，形成一个六面立方体的三维结构。图F是机器人的操作模式。
·纳米机器人具有催化性，首次实现了三维人工纳米结构的直接自我复制。
一纳米等于10亿分之一米(10^-9米)。纳米材料是指纳米量级(1-100纳米)至少有一维三维空间尺度的材料。
人类如何以工业的方式处理和生产纳米材料？
纳米机器人提供了一个答案。它有潜力作为制造平台，可以自动执行重复任务，并以一致的精度和准确性提供产品。
近日，中国科学院宁波材料技术与工程研究所发布消息称，该研究所副研究员周峰与纽约大学相关团队合作开发了一种新型的三维DNA工业纳米机器人。
以三维DNA工业纳米机器人开发为基础的相关研究成果（Toward Three-Dimensional DNA Industrial Nanorobot）国际学术期刊《科学机器人》在线发表标题（Science Robotics）上。
在温度和紫外线下，纳米机器人的大小仅为100纳米（UV）在“可控折叠”的控制下，可以捕获不同的零件，定位和对齐零件，以便准确地“焊接”，制造所需的纳米结构，并在完成后重置，以便进行下一次操作。
周峰告诉澎湃科技，新纳米机器人的DNA序列分为两部分，一部分是从细菌中提取的天然长链DNA，另一部分是合成DNA。机器人的创新主要体现在两个方面，一方面，与以往的自下而上相比（bottom-up）最新发布的纳米机器人首次组装纳米材料 三维纳米材料采用“抓零件-折叠对齐-焊接-重置”的方式制备，自上而下（top-down）而且机器人具有催化性，原料本身没有光学手性，但机器人可以生产光学手工产品；另一方面，机器人的每个末端都有两个链接轴，整个机器人有六个链接轴。引入多轴精确折叠后，第一次实现了三维人工纳米结构的直接自我复制，可以大规模生产具有相同结构和功能的纳米机器人。
研究人员表示，DNA工业纳米机器人可以准确捕获、操作和定位蛋白质、磷脂膜和其他生物材料，从而在药物交付领域发挥作用，特别是靶向核酸或蛋白质药物。
周峰是上述最新发表论文的通讯作者之一，致力于可控生物纳米材料的设计、制备和应用。在研究的早期阶段，它专注于准确控制生物纳米材料的组装过程，并在纳米制造中得到了广泛的应用。
周峰表示，研究小组目前正在研究如何利用外部光和热来控制可编程纳米机器人生物结构的组装和拆卸，预计将在生物活性药物交付领域取得突破。同时，在国家自然科学基金青年项目的支持下，研究团队也在研究高效偶联核酸药物，结合纳米机器人，实现抗病毒核酸药物的有效交付，进一步促进临床应用。
论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.adf1274
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