Forskere skaber verdens første molekylære robot, der er i stand til at bygge molekyler

Forskere ved University of Manchester har skabt verdens første 'molekylære robot', der er i stand til at udføre grundlæggende opgaver, herunder at bygge andre molekyler.

De små robotter, som er en milliontedel af en millimeter i størrelse, kan programmeres til at flytte og bygge molekylær last, ved hjælp af en lille robotarm.

Hver enkelt robot er i stand til at manipulere et enkelt molekyle og består af kun 150 kulstof, brint, oxygen- og nitrogenatomer. For at sætte den størrelse i kontekst, en milliard milliarder af disse robotter stablet oven på hinanden ville stadig kun have samme størrelse som et enkelt gran salt.

Robotterne opererer ved at udføre kemiske reaktioner i specielle løsninger, som derefter kan kontrolleres og programmeres af forskere til at udføre de grundlæggende opgaver.

I fremtiden kan sådanne robotter bruges til medicinske formål, avancerede fremstillingsprocesser og endda bygge molekylære fabrikker og samlebånd. Forskningen vil blive offentliggjort i Natur torsdag den 21. september.

Professor David Leigh, der ledede forskningen på University's School of Chemistry, forklarer:'Alt stof består af atomer, og det er de grundlæggende byggesten, der danner molekyler. Vores robot er bogstaveligt talt en molekylær robot konstrueret af atomer, ligesom du kan bygge en meget enkel robot ud af Lego -klodser. Robotten reagerer derefter på en række enkle kommandoer, der er programmeret med kemiske input af en videnskabsmand.

'Det ligner den måde, robotter bruges på en samlebånd til en bil. Disse robotter samler et panel op og placerer det, så det kan nittes på den rigtige måde til at bygge karosseriet på en bil. Så, ligesom robotten på fabrikken, vores molekylære version kan programmeres til at placere og nitte komponenter på forskellige måder til at bygge forskellige produkter, bare i en meget mindre skala på et molekylært niveau. '

Fordelen ved at have maskiner, der er så lille, er, at det massivt reducerer efterspørgslen efter materialer, kan fremskynde og forbedre opdagelse af lægemidler, drastisk reducere strømbehov og hurtigt øge miniaturiseringen af ​​andre produkter. Derfor, de potentielle anvendelser for molekylære robotter er ekstremt varierede og spændende.

Prof Leigh siger:'Molekylær robotik repræsenterer det ultimative inden for miniaturisering af maskiner. Vores mål er at designe og gøre de mindste maskiner mulige. Dette er kun starten, men vi forventer, at inden for 10 til 20 år vil molekylære robotter begynde at blive brugt til at bygge molekyler og materialer på samlebånd i molekylære fabrikker. '

Mens opbygning og drift af en sådan lille maskine er ekstremt kompleks, de teknikker, teamet anvender, er baseret på simple kemiske processer.

Prof Leigh tilføjede:'Robotterne samles og drives ved hjælp af kemi. Dette er videnskaben om, hvordan atomer og molekyler reagerer med hinanden, og hvordan større molekyler er konstrueret af mindre.

'Det er den samme proces, forskere bruger til at lave medicin og plast af simple kemiske byggesten. Derefter, når nano-robotterne er blevet konstrueret, de drives af forskere ved at tilføje kemiske input, der fortæller robotterne, hvad de skal gøre og hvornår, ligesom et computerprogram. '