纳米机器人在行动
【西班牙《趣味》杂志12月号文章】题:纳米机器人在行动(作者 亚伯拉罕·阿隆索)
血栓有了克星
马德里,2031年,在格雷戈里奥·马拉尼翁医院的心脏病房里,一位医生一边安慰着惊惶失措的病人家属,一边为一位刚入院的心肌梗塞病人进行注射。不一会儿,病人脸上痛苦的表情缓和下来,胸口的疼痛消失了,血管再次畅通无阻。
由于纳米机器人技术在各大医院——至少是发达国家的各大医院中普及,因心肌梗塞这样的疾病而死亡的可能性变得微乎其微。
传统的溶解血栓的药物往往不能及时地发挥作用,在治疗中需要较长的时间来解除病人的痛苦。如果采用纳米机器人来治疗,情况就会好得多。事实上,当纳米机器人通过针管进入病人体内之后,这些形状类似于钻孔机,比白血球还小的机器人立即能够找到血栓的位置。很快,所有的纳米机器人都会聚集到血栓所在的位置,开始攻击这堵阻碍血液循环的“墙”。它们能在瞬间粉碎血栓,并将血栓的碎片带走。它们不需要任何外来指令,在它们之间有着先进的通信系统协调所有机器人的工作。不到一秒钟,血液又能通畅地循环了。
这并不是异想天开,而是科学家们对纳米技术的发展进行认真评估之后作出的大胆猜想。另外,在纳米科技的世界里,所有的物体都只有细胞大小,科学需要以科幻小说的方式来描述了。纳米(十亿分之一米)科技,虽然刚刚兴起,却正以飞快的速度发展着。
从假设到现实
几乎半个世纪以前,美国物理学会1959年12月29日举行的一次会议上,著名物理学家理查德·范曼向同行描述了这样一幅前景:“用一个一个的原子来制造一些东西并不违反任何物理法则,原则上它是可行的。只是我们现在无法办到,因为我们太大了。”
23年之后,理查德·范曼的假设变成了现实。1982年,位于瑞士苏黎世的IBM实验室的物理学家海因里希勒·雷尔和格尔德·宾发明了一种能够观察到单个原子的电子显微镜。这种显微镜为这两位科学家赢得了1986年的诺贝尔奖。利用显微镜的电子针头,就可以像在宏观世界中用针拨动米粒一样来处理原子。IBM实验室借助这一仪器,在当年将40万个铁原子排列成了一排,长度相当于一张纸的厚度。
1990年,IBM公司的另一组科学家,在美国的阿尔马登研究中心,成功地用氙原子写出了“IBM”三个字母,这是人类历史上第一次直接控制单个原子。从那以后,如何对原子进行操作成了新的研究重点。
目前正在研究的纳米产品还有纳米电线,这种电线的导电能力比常规的电线要高许多,纳米电线允许通过的电流强度,是纯度最高的铜电线的100万倍。利用纳米电线,电脑的中央处理器不但可以大大减小体积,还能使运算能力倍增。纳米潜艇则在人体的血管中航行,它们可以准确地探测到病变发生的位置,并且可以针对单个的病变细胞释放精确剂量的药物,将药物的副作用降到最低程度。另外就是纳米机器人,它的电脑是一台微型纳米计算机,而它的身体能进行自我复制。
发展空间广阔
美国加利福尼亚的分子制造研究所的设想听起来实在令人难以置信。这一研究所的研究项目是“多用途雾”。这种设想是制造一种仅有细菌大小的纳米机器人,这种机器人由特定的程序控制。在一个空房间里,人们可以使数以百亿计的这种纳米机器人分布在空气中,这时它们是肉眼看不见的。但是只要你发出指令,这些机器人就会聚集在一起,按照你的想法组成任何形状的物品。
理论上,利用纳米技术,可以在瞬间制造出任何东西,并且可以进行远程控制。通过一定的程序,我们可以赋予纳米机器人自我复制的能力。如果为这种复制提供足够的材料,纳米机器人就能在很短的时间内将我们希望的物品生产出来。
纳米科技已经引起了各国的广泛重视。在美国,用于研究纳米技术的资金达到了5·19亿美元,日本、德国、荷兰和瑞士也紧跟其后。埃里克·德雷克斯勒,这位纳米科技界著名的专家认为,在10年之后,我们就能见到实用的纳米机器,并且将在各领域加以广泛应用,从信息科技到生物科技,从医药学到航空航天,处处都将能见到纳米科技的运用。
题图:将来会在医学上广泛使用的纳米机器人就是这个形状,一个比红血球还小的带爪的钻头。
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