备受关注的纳米机器人，目前研发进度如何了？
备受关注的纳米机器人，目前研发进度如何了？
纳米，一个长度单位，早些年一直属于比较高深的物理学研究范畴，随着近些年来科学的不断发展，纳米技术早已经走入了千家万户，具体说来纳米并非是长度领域中最小的单位，但是在纳米级别下，能够帮助人类实现很多此前不能够达到的技术，除了各种材料以外，在科学领域，最受关注的还是纳米机器人。
纳米机器人属于仿生学范畴，是在纳米级别的范围内，创造一种可以操作的功能分子机械，后来被统称为纳米机器人，其实在九十年代末，这个概念就已经被提起，当时中国著名学者周海中教授在书中语言，21世纪以后，纳米机器人将改变人们的生活方式，转眼间距离他所说这句话的时代已经过去了近30年，纳米机器人技术有没有取得进步呢？
环境治理：温度敏感的磁控纳米机器人
近日，自然旗下学术期刊《自然-通讯》最新发表一篇材料学研究论文称，研究人员研发的一种对温度敏感的磁控纳米机器人能清除水中污染物。这一研究结果可用于指导开发清除水中化学污染物的可持续技术。
该论文介绍，重金属离子和杀虫剂都是水中存在的污染物，由于对环境有害，有必要开发出能清理这些污染物的高效方法。有人建议将人工纳米和微米马达作为清理污染物的方法，但当前的电流催化马达很容易降解，限制了它们的使用寿命。
为克服这一挑战，捷克布拉格化学技术学院先进功能性纳米机器人研究中心马丁·普梅拉同事开发出温敏磁控纳米机器人。这种纳米机器人由一种对温度敏感的聚合物(普兰尼克三嵌段共聚物，英文缩写为PTBC)和氧化铁纳米颗粒组成。其中，聚合物可以像微型手一样“拾取”污染物并丢弃，而氧化铁纳米颗粒让这些机器人具有磁性。
这种纳米机器人能清除水中的重金属砷和莠去津(一种常见除草剂)。他们的研究表明，拾取/丢弃污染物的过程能受到温度的控制。5℃时，纳米机器人会分散在水中；当温度升至25℃时，纳米机器人会聚集起来，收集污染物。随后，研究人员利用磁铁取出水中的纳米机器人。冷却材料还能让纳米机器人分散开来，卸载污染物，从而可以重复使用。
医疗领域：牙科纳米机器人改善根管治疗效果
根管治疗是口腔科常见的治疗方式。但是，超过10%的根管治疗以失败告终。这是因为牙本质组织的复杂和狭窄的结构，导致牙管深处的细菌很难被去除。
来自印度的研究人员开发了一种牙科螺旋磁性纳米机器人，可以在根管治疗期间，到达目前临床治疗过程中不可能到达的深度，从而彻底杀死牙本质小管深处的细菌，以提高根管治疗的成功率。
生物医学：光声断层成像技术控制纳米机器人
早在两年前，美国科学家宣布了一项重大科技突破：借助光声断层成像技术，实时控制纳米机器人，让它们准确抵达人体某个部位（比如肠癌病人的肠道肿瘤处），进而让纳米机器人实现药物递送，或进行智能微手术。这一发现无疑是人类历史上又一划时代的产物，目前医学上的许多难题或许都将迎刃而解。
近年来一系列研究发现，对脑损伤、胰岛功能衰退、心脏缺血再灌注损伤、脑线粒体呼吸缺陷，以及老年退行性疾病、视网膜退行性疾病、2型糖尿病、脑出血等，另一种物质——β-烟酰胺单核苷酸都能起到积极作用，同时这种神奇的物质还具有抑制衰老的作用。
这一惊人发现来自哈佛大学遗传学教授辛克莱尔。2014年，他在《细胞》上发表的论文首次对此予以确认。他发现，β-烟酰胺单核苷酸（即富人圈疯狂流传的哈佛“不老药”瑞维拓的关键成分）可以显著抑制小鼠衰老。后续的实验更是发现β-烟酰胺单核苷酸延长了哺乳动物的寿命，达到30%以上。
2019年6月，华盛顿大学在《细胞》子刊《细胞·代谢》上发表的一篇论文揭示，在给老年小鼠体内注射一种酶从而使其体内的β-烟酰胺单核苷酸表达增加，结果发现受试小鼠的平均剩余寿命得以增长，达到了了2.3倍，从平均剩余生命仅剩2个月（相当于人类的6年）延长到了4.6个月（人类的13.8年）。
基因治疗：智能DNA分子纳米机器人
从中科院合肥物质科学研究院获悉，该院健康所杨良保研究员团队创新性地提出一种可非线性云集“围攻”生物靶标的智能DNA分子纳米机器人模型。
该项研究创新了DNA分子非线性自主装设计原理，突破了DNA分子非线性自组装普遍存在的背景渗漏难题，并通过编码新颖的嵌入式分子组装渗漏控制程序，建立了两个基于超发夹纳米结构的智能 DNA分子纳米机器人模型，为构建先进信号放大器和智能靶向药物递送载体提供了新的设计蓝图。
两个模型由多功能机械臂和备选附件(药物、信号标签、靶标钳夹等)、靶标验证器、智能云集路径控制器和自组装马达等部件组成，只有在特定生物靶标出现时，机器人才会获得响应，然后以生物靶标为“围攻”对象，通过各部件协同运行，完成机器人之间的非线性云集组装，形成大的集合体，实现对特定生物靶标信号的非线性级联放大或附件装载物的富集。
研究中，科研人员分别将肿瘤细胞小分子和外泌体等作为生物靶标，通过整合无标记表面增强拉曼光谱(SERS)信号读出技术和荧光分子信号标签，检验了设计模型的应用性能，提示了智能DNA分子纳米机器人在生物传感、生物成像和药物递送中的应用潜能。
未来展望：纳米机器人与永生
库兹韦尔是美国硅谷的未来学研究者、发明家、作家，同时也是谷歌的首席工程师。他曾被世界首富比尔盖茨称为“我所知道的人工智能预测领域最牛的人”，曾获9项名誉博士学位和2次总统荣誉奖，被誉为“爱因斯坦的接班者”。他就声称人类将在2029年正式走上永生之旅，到2045年，人类就可以实现永生。
库兹韦尔对纳米机器人可以说情有独钟，早在2019年，他就宣称2030年人类将纳米机器人领域做出重大突破！届时，纳米机器人就可以全面接管人体的免疫系统！通过纳米机器人就可以把人体内的病原体等一些列免疫系统错误进行修正。
我们知道，人体的一些疾病是由于基因缺陷引起的，比如肺动脉高血压患者，就是因为体内缺少了一个基因程序造成的疾病，而纳米机器人甚至可以对人体内2.3万个基因进行修正，为人体添加缺少的基因，删除有问题的，陈旧的基因。
在这种生物技术下，可以通过添加一个基因程序来进行疾病的治疗。也就是说，库兹韦尔认为，人类的本质就像一个人工智能软件，可以通过纳米机器人对人体进行不断的改造和编程，这样便可以实现生物体功能的先进与完好，并最终延长生物体的寿命。
事实上，不仅仅是库兹韦尔，一些科学家也认为人类将在未来实现永生；哈佛大学的教授乔治·丘奇对外直接宣称，他们的生物抗衰老研究取得了进展，直接把老鼠的寿命增加了50%，相当于人类的160岁。而在之前的文章中，我们曾提到过，马斯克的脑机接口技术也取得了重大突破。
总而言之，纳米机器人技术的确给各领域指引了新的方向：未来，在人类健康、疾病治疗等方面，纳米机器人可能是当之无愧的“老大”甚至是“终极武器”。不过，当前仍处于研发试验阶段的纳米机器人技术要进入实用仍需待以时日。
文章来源：科技日报 ，奔跑的小飞侠，中国新闻网