圖A（右）的立體結(jié)構(gòu)是最新發(fā)表的納米機(jī)器人，它由3個(gè)二維的部件組裝形成1個(gè)類六面立方體的三維結(jié)構(gòu)。圖F即該機(jī)器人的操作方式。

·該納米機(jī)器人具有催化性，且首次實(shí)現(xiàn)了三維人工納米結(jié)構(gòu)的直接自我復(fù)制。

一納米等于十億分之一米（10^-9米）。而納米材料是指三維空間尺度至少有一維處于納米量級(jí)(1-100納米）的材料。

如此微觀的尺度，人類怎樣才能以工業(yè)的方式處理和生產(chǎn)納米材料？

納米機(jī)器人提供了一個(gè)答案。它具有作為制造平臺(tái)的潛力，可自動(dòng)執(zhí)行重復(fù)性任務(wù)，并以一致的精度和準(zhǔn)確度提供產(chǎn)品。

近日，中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所發(fā)布消息稱，該研究所副研究員周峰與美國紐約大學(xué)相關(guān)團(tuán)隊(duì)合作，研發(fā)出新型三維DNA工業(yè)納米機(jī)器人。

相關(guān)研究成果以《開發(fā)三維DNA工業(yè)納米機(jī)器人》（Toward Three-Dimensional DNA Industrial Nanorobot）為標(biāo)題在線發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)·機(jī)器人》（Science Robotics）上。

該納米機(jī)器人的大小僅約100納米，在溫度和紫外線（UV）的控制下“可控折疊”，可以抓取不同的零件，定位并對(duì)齊零件，以便進(jìn)行精準(zhǔn)地“焊接”，制造出所需的納米結(jié)構(gòu)，并在完成后重置，以進(jìn)行下一個(gè)操作。

周峰告訴澎湃科技，該新型納米機(jī)器人的DNA序列分為兩部分，一部分是通過細(xì)菌提取的天然長鏈DNA，另外一半是人工合成的DNA。該機(jī)器人的創(chuàng)新性主要體現(xiàn)在兩方面，一方面相較于以往的自下而上（bottom-up）組裝出納米材料，最新發(fā)表的納米機(jī)器人首次通過 “抓取零件-折疊對(duì)齊-焊接-重置”的方式制備三維納米材料，是一種自上而下（top-down）的方式，而且該機(jī)器人具有催化性，原料本身不具備光學(xué)手性，但該機(jī)器人可以生產(chǎn)出光學(xué)手性產(chǎn)品；另一方面，該機(jī)器人的每個(gè)末端各有兩個(gè)鏈接軸，整個(gè)機(jī)器人有六個(gè)鏈接軸。在引入多軸精準(zhǔn)折疊后，首次實(shí)現(xiàn)了三維人工納米結(jié)構(gòu)的直接自我復(fù)制，可以大規(guī)模生產(chǎn)出具有相同結(jié)構(gòu)、功能的納米機(jī)器人。

研究人員表示，該DNA工業(yè)納米機(jī)器人可以通過精準(zhǔn)地捕獲、操縱和定位，用于制備蛋白質(zhì)、磷脂膜等生物材料，從而在藥物遞送領(lǐng)域尤其是在靶向遞送核酸或蛋白藥物方面發(fā)揮作用。

前述最新發(fā)表論文的通訊作者之一是周峰，他致力于可控生物納米材料的設(shè)計(jì)、制備和應(yīng)用。其研究前期聚焦于精確控制生物納米材料的組裝過程，并在將其廣泛應(yīng)用于納米制造方面取得了成果。

周峰表示，研究團(tuán)隊(duì)目前正在研究如何利用外界的光和熱來控制可編程納米機(jī)器人對(duì)生物結(jié)構(gòu)的組裝和拆解，有望在生物活性藥物遞送領(lǐng)域取得突破。同時(shí)，在國家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目的支持下，研究團(tuán)隊(duì)也正在進(jìn)行高效偶聯(lián)核酸藥物的研究，此后將與該納米機(jī)器人相結(jié)合，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)抗病毒核酸藥物的高效遞送，并進(jìn)一步推進(jìn)臨床應(yīng)用。

論文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.adf1274