科學家開發出可定製和編程納米機器人

科技日報北京11月27日電 （記者張夢然）澳大利亞悉尼大學納米研究所團隊利用DNA摺紙技術，成功開發出定製設計且可編程的納米機器人。這一創新成果展示了廣泛的應用前景，涵蓋靶向藥物遞送、響應性材料以及節能光信號處理等多個領域，成果於27日刊登在《科學·機器人》雜誌上。

DNA摺紙技術基於DNA分子自身的摺疊特性，通過精心設計，可構建出全新的生物結構。研究團隊此次製作了超過50種納米級別的物體模型，其中包括一個“納米恐龍”、一個“跳舞機器人”以及一幅寬度僅為150納米的微縮澳大利亞地圖。

該研究特別關注如何構建模塊化的DNA摺紙“體素”（類似於三維空間中的像素），以組裝成更為複雜的三維結構。這些結構可根據特定需求進行編程調整，從而迅速生成各種形態的原型。此特性對於開發能完成合成生物學、納米醫學及材料科學研究任務的納米級機器人系統尤為重要。

團隊通過引入額外的DNA鏈至納米結構表面，用作可編程的連接點，實現了對體素間組合方式的精準調控。這些連接點如同彩色尼龍搭扣一般，當“顏色”（即DNA序列）匹配時才能相互連接，這確保了構建過程中結構的準確性和特異性。

這項技術的一個重要應用，在於製造能將藥物精準遞送至體內特定區域的納米機器人。藉助DNA摺紙技術，科學家能夠設計出對特定生物信號敏感的納米載體，保證藥物在預定的時間與地點釋放，極大提升了治療效果的同時減少了副作用。此外，團隊也正在探索開發能對外界刺激作出反應的新材料。這類材料能夠根據負載變化、温度或酸鹼度等因素調整自身屬性，有望影響醫療、計算和電子等多個行業。

【總編輯圈點】

本文成果一個令人振奮的應用方向，是採用DNA摺紙技術提供出一種更加高效節能的方法，進而加快光信號處理速度。這種精度和速度的提高，是醫療診斷和安全保障等領域技術進步的基礎。未來，隨着研究的深入和技術的優化，研究人員還能據此開發出在人體內複雜環境中有效運作的自適應納米機器人，從而進一步造福於人類。