热资讯!全球首创!研究人员借助DNA折叠术构建了一个能工作的纳米级旋转马达
德国科学家在最新一期《自然》杂志上发表论文称,他们首次成功使用DNA折叠法制造出了一款分子马达。这种由遗传物质制成的新型纳米马达可以自我组装并将电能转换为动能,可以开关,还能通过施加电场控制其转速和旋转方向,未来有望用于驱动化学反应。
汽车、钻机等机器内的马达能帮人们完成日常生活中的各种任务,人体内也有天然分子马达在执行重要任务,如一种被称为ATP合成酶的马达蛋白产生三磷酸腺苷(ATP)分子,供人体短期储存和传递能量。
天然分子马达不可或缺,但在微观尺度上重建机械性能与ATP合成酶相当的马达则非常困难。现在,研究人员借助DNA折叠术构建了一个能工作的纳米级旋转马达。
(资料图片仅供参考)
DNA折叠术由美国加州理工学院科学家保罗·罗斯蒙德于2006年发明。该研究负责人、慕尼黑技术大学(TUM)教授亨德里克·迪茨说:“多年来,我们一直在改进这种方法,现在可以借此研制出非常精确和复杂的物体,例如可以捕捉病毒的分子开关等。”
新型纳米马达由DNA材料制成,包含3部分:基座、平台和转子臂。基座约40纳米高,固定在溶液中的玻璃板上。基座上安装了一个长500纳米的转子臂,使其能够旋转。位于基座和转子臂之间的平台对马达能否按预期工作至关重要。在没有能量供应的情况下,电机的转子臂会因为与周围溶液中分子的碰撞而随机移动,一旦通过两个电极施加交流电压,转子臂就会在一个方向上旋转。
迪茨表示,这种新型马达具有前所未有的机械性能——它每秒产生的能量比两个ATP分子分裂时释放的能量还要多。此外,可以通过电场的方向及交流电压的频率和幅度来控制转子臂旋转的速度和方向,未来有望用于驱动用户定义的化学反应:在表面密布这种马达,添加起始材料,随后施加一点交流电压,马达就会产生理想的化合物。
慕尼黑工业大学 ( TUM ) 的研究人员开发了世界上第一个由 DNA 制成的电动纳米马达。这种自我组装结构可以被电荷激活,然后旋转一个棘轮转臂。这个微小的马达是用一种叫做 DNA 折纸的技术制成。与其同名的纸艺一样,该方法涉及将 DNA 链复杂地折叠成三维形状。
由于这些结构都是通过精心选择将以特定方式折叠和相互连接的 DNA 序列制成,因此研究人员可以将特定的链添加到溶液中从而让 DNA 物体自己组装起来。
在这项新研究中,该团队首次利用这一过程用 DNA 制造了一个分子马达。该马达由一个长达 500 纳米 ( nm ) 的转子臂组成,它被安装在一个固定在玻璃板上的高约 40 纳米的底座上。缠绕在底座顶端 -- 就在转子下方的是一个平台的表面内置了几个棘轮障碍物,其可以控制转子能够旋转的方向。
为了打开纳米马达,从两个电极施加交流电压从而使转子旋转。研究小组可以通过改变电场的方向及调整施加电压的频率和振幅来控制旋转的速度和方向。
虽然这是第一个用 DNA 制成的纳米马达,但过去也曾制造过其他类似的设计。不过研究团队称,以往的设计有可能被用来推动微小的机器人,但他们的新 DNA 纳米马达却可以被用来做化学实验。
该研究的论文第一作者 Hendrik Dietz 说道:" 如果我们进一步开发这个马达,那么我们可能在未来用它来驱动用户定义的化学反应。如表面可以密集地涂上这种马达。然后你将添加起始材料并施加一点交流电压,这样电机就会产生所需的化合物。"
在自然界,由蛋白等功能生物大分子组成的纳米尺寸的分子马达,可以将外部能量转变为机械能。生命体的很多功能行为,比如物质运输、肌肉收缩等,都可追溯到分子马达的推送作用。而最近几年,纳米技术的蓬勃发展为构建自推进人工纳米马达创造了便利条件。
在所有外界能量供应中,光能具有远距离无创穿透的特点,其可对人工纳米马达进行远程遥控以实现纳米药物在体内的定向运输。光吸收重金属,是常见的光热机理动力引擎,它可驱动纳米马达在溶液中热泳,因其运动机理与周围化学物质无关可广泛适用于多种复杂环境。
然而,不可降解的重金属纳米粒导致的生物安全性问题限制了其实际应用。基于此,天津大学化工学院高分子科学与工程系副教授团队,在一项工作中利用具有光响应性能的偶氮苯基聚合物聚集体,作为光驱动有机高分子引擎,通过纳米沉淀技术将其和多种功能高分子进行纳米尺寸可控组装,制备出具有不对称形貌的有机高分子纳米马达,它具有生物相容性特点。
一方面,有机高分子引擎可通过光热转换为纳米马达的热泳提供动力;同时,光异构化内部质量迁移引起的形变可进一步促进马达推进,从而通过偶氮苯基聚合物引擎将光能转变为机械能,驱动纳米马达在溶液中定向运动。
从应用上,这款完全有机的光驱动纳米马达,在紫外光遥控下有效穿透多重生理屏障,将抗癌药物定向输送到肿瘤组织内部,最终显著提高其抗癌活性。与常规纳米马达中高分子只作为光热重金属引擎的支撑结构不同的是,该纳米马达实现了和天然分子马达一样的能力——可通过功能高分子本身实现能量转换以驱动其运动,这为设计和构建多功能纳米马达提供了新思路。
相关阅读
-
热资讯!全球首创!研究人员借助DNA折叠...
德国科学家在最新一期《自然》杂志上发表论文称,他们首次成功使用D... -
前沿热点:车联网对于智能交通行业的进...
随着我国经济实力的增强,人们对于生活有了新的需要,我国交通行业... -
世界观热点:车联网技术应用和当前汽车...
车联网是物联网技术的典型应用和当前汽车与交通技术发展的重要方向... -
每日关注!随着新技术的创新发展车联网行...
智能网联汽车是跨汽车、电子、信息通信、道路交通运输、交通管理等... -
世界看热讯:智能网联汽车被认为是未来...
随着5G时代的来临,以及产业数字化的发展,新型智慧交通创新应用不... -
【环球聚看点】亚马逊云科技成为德勤威...
基于亚马逊云科技的德勤智慧工厂加速器,通过威奇托州立大学创新校...
精彩推送
-
热资讯!全球首创!研究人员借助DNA折叠...
德国科学家在最新一期《自然》杂志上发表论文称,他们首次成功使用D... -
【当前独家】发财机会到!二手特斯拉Mod...
发财机会到!二手特斯拉Model3卖出9 1万美元:比新车贵多了 -
每日动态!史上最“野性”的马自达!CX-5...
史上最“野性”的马自达!CX-50上新款:卖26 97万 -
全球快消息!被山东省汽车协会拉黑!观...
被山东省汽车协会拉黑!观致汽车回应欠薪:已还520万元 -
全球看热讯:10万块买“兰博基尼Urus”...
10万块买“兰博基尼Urus”东风风行T5EVO上新:硬核灰配色头次见 -
当前速读:《财富》世界500强榜单公布 ...
《财富》世界500强榜单公布比亚迪首次上榜 -
每日关注!随着新技术的创新发展车联网行...
智能网联汽车是跨汽车、电子、信息通信、道路交通运输、交通管理等... -
【全球快播报】劳斯莱斯首款电动车闪灵...
劳斯莱斯首款电动车闪灵内饰泄漏:双联屏、或用宝马车机 -
焦点简讯:理想ONE高速起火烧成壳!理想...
理想ONE高速起火烧成壳!理想汽车:其它车主不放心可到店检查 -
小鹏拿下新势力“年度销冠” 下半年的...
此刻,依旧清楚地记得,悉数过去一年小鹏所取得最大的荣誉,必然是... -
【焦点热闻】小牛推出全新SQi电动车:“...
小牛推出全新SQi电动车:“灯厂”雷蛇跨界联名 -
腾势D9何时交付?赵长江:今年争取交付3...
作为回归比亚迪后的首款车型,也是比亚迪想借此试水豪华新能源领域... -
前沿热点:车联网对于智能交通行业的进...
随着我国经济实力的增强,人们对于生活有了新的需要,我国交通行业... -
世界观热点:车联网技术应用和当前汽车...
车联网是物联网技术的典型应用和当前汽车与交通技术发展的重要方向... -
全球消息!长城汽车进军澳大利亚 右舵...
长城汽车进军澳大利亚右舵版首车亮相 -
【环球聚看点】亚马逊云科技成为德勤威...
基于亚马逊云科技的德勤智慧工厂加速器,通过威奇托州立大学创新校... -
欧拉向全世界公开守护模式专利 以用户...
7月24日,央视《朝闻天下》栏目在品牌强国工程系列报道中,以欧拉汽... -
再加马力扩产!孚能科技拟启动二期12GWh...
为满足全球日益增长的客户需求,孚能科技此前规划未来几年其电池总... -
世界看热讯:智能网联汽车被认为是未来...
随着5G时代的来临,以及产业数字化的发展,新型智慧交通创新应用不... -
瑞浦兰钧能源获上汽磷酸铁锂电池定点 ...
近日,瑞浦兰钧能源收到上汽的定点通知书,双方正式确认合作。据电... -
小鹏汽车在乌兰察布建成中国最大自动驾...
8月2日,小鹏汽车宣布在内蒙古乌兰察布建成中国最大的自动驾驶智算... -
车企陆续推出订阅服务:高配车型和低配+...
不知道您买车是什么习惯,选好车先看有没有优惠,再看配置全不全,... -
逼宫迪斯离职后 大众汽车集团CARIAD能...
我们正在持续拓展CARIAD(Car I Am Digital,汽车,我是数字化)在... -
“火洲”实测:中国品牌新能源车企切不...
上个月,以实车测试闻名的汽车资讯平台懂车帝集合了40多款新能源汽... -
疫情期间私家车停驶保费照交 保险公司...
居家办公不停歇,抗击疫情显担当,几乎是疫情当下所有职场人的真实... -
扎堆进入的自主品牌 究竟能否在混动赛...
从日系品牌独领风骚到自主品牌百家争鸣,异军突起的混动汽车市场,... -
滚动:中控抢眼!宝马公布最便宜电动轿...
中控抢眼!宝马公布最便宜电动轿跑i4eDrive35:490公里续航国内要大卖节奏 -
环球微速讯:特斯拉“酒驾”车祸 车主...
特斯拉“酒驾”车祸车主称坐副驾车子自己开的:官方公布结果悲催 -
环球今热点:贾跃亭找来40亿元增资!官...
贾跃亭找来40亿元增资!官方表态FF91量产交付时间:200万豪车来了 -
环球微头条丨为量产FF91拼了!贾跃亭又...
为量产FF91拼了!贾跃亭又找来6亿美元增资:公司股价涨幅近20% -
环球热讯:对标国产宝马!蔚来ES7 8月28...
对标国产宝马!蔚来ES78月28日起交付:46 8万起 -
全球热文:出海全球市场!比亚迪宣布进...
出海全球市场!比亚迪宣布进入以色列 -
环球热推荐:全球动力电池市场中国厂商...
全球动力电池市场中国厂商“封神”!宁德时代、比亚迪赢麻了 -
世界关注:老司机开车从来不看内后视镜...
老司机开车从来不看内后视镜?大错特错! -
天天最新:水平对置+后驱!丰田GR 86即...
水平对置+后驱!丰田GR86即将公布国内售价:秋名山神车来了 -
观点:比亚迪DM-i能救吗?创维公布7月销...
比亚迪DM-i能救吗?创维公布7月销量:仅1159台 -
【独家】恒大员工自掏腰包买恒驰5?官方...
恒大员工自掏腰包买恒驰5?官方一句话回应 -
热门:可追溯至本世纪初!丰田汽车旗下...
可追溯至本世纪初!丰田汽车旗下品牌被曝数据造假 -
环球视讯!海南给老车车主“发钱” 报...
海南给老车车主“发钱”报废换新能源立马领8000元“红包” -
世界新动态:英飞凌和台达电子利用双向...
【2022年8月2日,德国慕尼黑讯】炎炎夏日,太阳能发电在能源组合中... -
国五车解限缺席者一直没动静 究竟是何...
7月底,记者走访北京二手车市场时发现,距离8月1日全国取消国五排放... -
政策利好、“双碳”背景下 零部件再制...
在实现双碳目标背景下,零部件再制造产业又火了起来。7月21~22日,... -
市场需求驱动技术创新 推进锂电产业...
最新数据显示,今年上半年,我国新能源汽车产销分别完成266 1万辆... -
全球热消息:何小鹏:2025年小鹏汽车实...
何小鹏:2025年小鹏汽车实现真正自动驾驶去掉“辅助” -
吉利全新“星”家族曝光,或命名为星耀...
作为吉利品牌中较为成功的SUV车型,博越已经存在了多年的时间,且受... -
全球快消息!诡异!空无一人的隧道 特...
诡异!空无一人的隧道特斯拉“看到”一辆大巴车 -
世界视点!理想ONE高速起火烧成光架!官...
理想ONE高速起火烧成光架!官方回应:会有担当 -
当前滚动:与凯迪拉克撞脸!吉利全新智能...
与凯迪拉克撞脸!吉利全新智能SUV实车曝光:或命名博越L -
即时焦点:丰田顶级越野车新款陆巡将引...
丰田顶级越野车新款陆巡将引入国内:最高或售170万 -
世界快看点丨我国舰载无人直升机研制取...
近日,@航空工业直升机所研制的AR-500BJ舰载无人直升机平台顺利完成... -
天天最新:FF91量产又有戏了!贾跃亭合...
FF91量产又有戏了!贾跃亭合伙人团队或出手40亿拯救公司 -
世界微速讯:理想ONE高速起火烧成光架:...
理想ONE高速起火烧成光架:有人受伤 -
世界热头条丨造车新势力头部玩家易主:...
造车新势力头部玩家易主:“蔚小理”格局瓦解 -
天天快资讯丨C&K推出SDS超低电流系列开关
马萨诸塞州沃尔瑟姆—2022年7月29日—领先的高质量机电开关制造商C&... -
天天视点!Rohinni和京东方达成贴装解决...
增强合作伙伴关系 协议表明BOEPixey有意采购数百个Rohinni新近开发... -
环球消息!“中国天眼”进入成果爆发期...
500米口径球面射电望远镜(Five-hundred-meterApertureSphericalradi... -
环球今热点:M3P电池是什么?M3P电池将...
2022年的世界动力电池大会,在四川宜宾市召开。这是全球第一个世界... -
天天新动态:上汽、阿里打造!智己L7累...
上汽、阿里打造!智己L7累计交付1051台:35万以上豪华纯电车新纪录 -
小马智行:与曹操出行达成合作 推动Rob...
8月2日,小马智行宣布与曹操出行达成合作,整合双方优势资源,将小... -
斑马智行张春晖:斑马正在打造业内首个...
8月1日,在第九届智能网联汽车技术年会(CICV 2022)上,斑马智行联... -
半年销量不足5000辆!福特“电马”在中...
昨天,中国多家新造车企业公布了7月份最新销量,蔚小理基本上做个了... -
沉寂已久的博郡汽车重回大众视野 ODM造...
造车之路的难易,其实是如人饮水冷暖自知。2016年是中国新能源造车... -
每日热门:梦之墨“工程实践与创新能力...
近年来,教育部稳步推进新工科建设,深化工程教育改革与发展,加快... -
油价三连跌 市场竞争加剧 新能源汽车...
百年汽车工业或许没有想到它的对手除了广大电动汽车之外,还有持续... -
打造高精动态地图基础平台 国汽智图与...
随着新四化趋势在汽车行业的深入发展,以及政策的大力推动,智能汽... -
中国智能座舱渗透率达50.6% 未来市场规...
近几年,随着智能网联技术的迅猛发展,以包括智能导航、语音交互、... -
世界热文:吉利全新紧凑型SUV预告:用上...
吉利全新紧凑型SUV预告:用上奔驰S级同款斜中控屏 -
外媒:马斯克将在2022年之前出售更多特...
据外媒报道,MLIV Pulse发布的最新调查显示,投资者预计,埃隆·马... -
【环球报资讯】沃尔沃新S60插混版上市:...
沃尔沃新S60插混版上市:一公里油费仅一毛钱 -
存在电池起火风险 宝马召回2022款4和iXSUV
由于存在电池起火的风险,宝马对2022款4轿车和iX SUV的少量车型发... -
全球消息!一理想ONE雨天路边起火:原因未明
一理想ONE雨天路边起火:原因未明 -
真正的自动驾驶越来越近了!深圳成国内...
真正的自动驾驶越来越近了!据央视财经报道,从8月1日开始,《深圳经... -
环球今头条!Nexperia超低电容ESD保护二...
可靠的保护器件可最大程度地降低对信号完整性的影响 -
每日关注!完全自动驾驶汽车在深圳可合法...
完全自动驾驶汽车在深圳可合法上路:主驾不用坐人 -
环球速递!指南在这里!即日起 深圳电...
指南在这里!即日起深圳电动自行车登记上牌正式启动 -
每日热议!该管管宝马了:连割车主两次韭菜
该管管宝马了:连割车主两次韭菜 -
新动态:电动车车主来“薅羊毛”!百度...
电动车车主来“薅羊毛”!百度地图充电服务费5折活动来了 -
每日快报!已获5万+订单!理想L9最畅销内...
已获5万+订单!理想L9最畅销内饰方案公布:黑橙双色 -
全球观热点:行业案例 | 英威腾在某运...
随着我国经济持续快速发展,港口建设的步伐不断加速,船舶停靠码头... -
当前快报:挺进奔驰、奥迪、宝马“老家”...
挺进奔驰、奥迪、宝马“老家”!比亚迪宣布进入德国市场 -
新资讯:近三个月最低!理想ONE七月销量...
近三个月最低!理想ONE七月销量公布:10422辆 -
当前速读:新思科技推动产业革新为智能...
中国正在推动新技术与交通行业深度融合,稳妥发展智能网联车产业。... -
蔚来将推出第三个汽车品牌 用以覆盖20...
据相关媒体报道,蔚来正计划推出第三个汽车品牌,用以覆盖20万元以... -
混动市场进入高增长阶段 自主车企混动...
据乘联会数据,今年上半年,我国插电式混合动力乘用车零售销量50 2... -
高精度触觉反馈压力传感器 增强机器人...
在近期发表于《关键工程材料》(Key Engineering Materials)的一篇... -
微软联合北京大学研发全新AI视觉生成技...
近日微软Research Asia联合北京大学以及Microsoft Azure AI共同... -
外媒:LG新能源终极目标是实现电池生产...
8月1日消息,据国外媒体报道,由LG化学电池业务剥离而来的LG新能源... -
全球速递!Transphorm GaN 系统级电源...
最近,我会见了Transphorm总裁兼联合创始人PrimitParikh。Parikh强... -
每日热点:意法半导体电机驱动参考设计...
2022年8月1日,中国–意法半导体发布了两款采用STSPIN32电机控制系... -
速看:蔚来推全新品牌 车型10万元级?...
蔚来推全新品牌车型10万元级?李斌回应 -
观天下!数据中心下一代电源解决方案可...
我如何为数据中心供电? 克劳德·香农(ClaudeShannon)于1948年撰写... -
每日资讯:新势力销冠要“换人”!哪吒7...
新势力销冠要“换人”!哪吒7月交付1 4万台同比翻番 -
【世界热闻】一台还没交付就涨价!全新s...
一台还没交付就涨价!全新smart精灵 1价格调整:顶配多花5800元 -
环球最新:UiPath荣获《Gartner 2022年...
UiPath因其执行能力和愿景的完整性分别占据最高最远位置 -
天天报道:HOLTEK推出新一代BM32S2031-1...
Holtek推出新一代BM32S2031-1接近感应模块(ProximitySensingModule)... -
中国空间站及巡天望远镜设计寿命都是10...
前不久长征五号B火箭将问天实验舱送入太空,这是中国空间站核心舱之... -
科学家首次采用GNR边缘接触 制备出世界...
据中国科学院上海微系统与信息技术研究所消息,该所研究员宋志棠、... -
全球通讯!三缸机就是香!贝纳利TNT899...
三缸机就是香!贝纳利TNT899摩托上市:7 98万 -
当前看点!2022年中国500最具价值品牌 ...
2022年中国500最具价值品牌汽车行业比亚迪仅排第十 -
新一代本田雅阁最新效果图曝光 预计会...
近日消息,快科技从海外媒体处获取了新一代本田雅阁最新效果图。该...