技术|一个纳米机器人的世界：清污水，造房子，帮助人类永生？
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？
文章图片
（文章内容来源于网络）
我们先来看一条“新鲜出炉”的
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 。
文章图片
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 。
纳米机器人建的房子
不止只是小
其实 ， 关于房屋的修建我们大家都知道 ， 是要有一定的承重度 ， 和稳定度的 。 而在当下随着技术发展的越来越好 ， 我们修建房屋的材料也越来越优秀 ， 不过这里要说的房子却是一个非常小的房子 ， 甚至小到不可以住人 ， 但是它却真的做到了密不透风 ， 连一个虫子都进不去 ， 让人为其惊叹 。 因为 ， 它到达了纳米级别~
文章图片
它整体的宽度只有20微米 ， 高度则是15微米 ， 特别是它的光纤底座 ， 看上去甚至比头发还细 ， 足以见得它的体积究竟是有多么的渺小 。 这样的房子 ， 也就是这样非常神奇的存在 ， 虽然不能住人 ， 但是它却也是有着跟平时的房屋一样的屋顶 ， 甚至有着窗户和门 ， 就像是一个迷你的世界 。
上面的“小房子”是法国的一个科研团队 ， 为了表达他们对于纳米机器人在未来科技上的应用的所制造的 。 而他们对于这一房屋的修建 ， 就是采用了非常尖端的纳米技术 ， 借助机器人的先端技术和制作精细 ， 研发出这非常小的一座房屋 ， 这才有了这样一个连小虫都挤不进去的房屋 。 其实早在纳米就这一个词出现的时候就已经引起了很大的风波 ， 大家都 ， 对这样非常微小的世界感到好奇 ， 但是对它的了解韩式很少的 。 有了这样一个“实物”会让人有更直观的了解~那么最后 ， 就要讲到纳米技术对于人类可能贡献最多的领域——生命科学 。
【技术|一个纳米机器人的世界：清污水，造房子，帮助人类永生？】治疗器官疾病
人类是否将“永生”？？？
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 。
文章图片
（图片来源于网络 ， 侵删）
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） 。
文章图片
（文章内容来源于网络）
其实 ， 纳米机器人技术的确给健康医学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 。
是科学语言还是妄想
听听科学家怎么说
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 。
文章图片
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 。
根据目前情况 ， 人类想要实现永生
基本是两种途径：
纳米机器人管理人体 ， 生物科技和人工智能的完美结合；意识更换载体 ， 人类意识与电子科技的结合 ， 意识上传至计算机 。 （至于算不算实际的永生 ， 有待讨论）
文章图片
（文章内容来源于网络）
从科学的角度上来讲 ， 尚未有任何物理规则或者化学规则明确约束了人类不能永生 ， 而且 ， 人类的寿命也在逐年增加 ， 已经多次突破科学家口中的瓶颈 。 甚至有科学家预言 ， 首个寿命1000岁的人类已经出现 。 这一切都说明 ， 人类是有可能实现永生的！只不过是不是2045年 ， 这就难说了 。
库兹韦尔被称为人工智能领域的“预言之父” ， 在他所做出的147项各种预测中 ， 完全准确的达到115项 ， 基本准确的12项 ， 部分准确的17项 ， 只有3项预测是错误的 。 准确率堪称恐怖！那么 ， 2045年人类将永生的预言是否会实现呢？
写在最后
如果靠着纳米机器人获得永生 ， 最终到底是机械领域 ， 还是生物领域的问题？亦或者是二者的有机结合？无论如何 ， 这都是要科学家在实验室里去探索了 ， 特别是生命科学 ， 涉及生物研究 ， 严谨安全 ， 是必不可少的 ， 因为我们面对的 ， 将是一个微观世界：
如果以现今比较常见的生物制药行业举例：运用微生物学、生物学、医学、生物化学等的研究成果从生物体、生物组织、细胞、器官、体液等 。 综合利用微生物学、化学、生物化学、生物技术、药学等科学的原理和方法制造的一类用于预防、治疗和诊断的制品 。
文章图片
生物技术成果与微生物学、化学、生物化学、药学等科学的原理和方法结合形成了医药行业的重要子行业之一 。 生物药物的阵营很庞大 ， 发展也很快 。 全世界的医药品已有一半是生物合成的 ， 特别是合成分子结构复杂的药物时 ， 它不仅比化学合成法简便 ， 而且有更高的经济效益 。 然而 ， 由于制药行业的特殊性 ， 也决定了它需要一个特殊的研发以及生产环境：真空、无菌、等等等等 ， 所以研究时需要一些特殊的设备
文章图片
基本技术指标：
1、温度可调：室温+4~42℃
2、湿度可调：35%~100%RH
3、内腔气体氛围能满足厌氧或低氧培养要求 。
文章图片
产品功能
1、机械强制对流内腔体系 ， 确保温度、湿度、除氧、生物脱毒的持续稳定
2、简单紧凑的传输舱设计 ， 确保样品转移轻松快速
3、内腔正压 ， 确保外界空气渗透干扰
4、高性能材质 ， 支持紫外线消毒与强氧化剂消毒
5、无真空充氮操作 ， 简化操作流程 ， 也免去真空泵维护成本
文章图片
应用领域
1、食品微生物检验
2、医疗卫生临床标本检验
3、厌氧菌研究
4、绿色新型能源研究
文章图片
5、污染控制与治理
6、食品生产工艺研究
7、肿瘤研究、生命科学
8、材料研究
人类会永生吗？
是依靠纳米机器人 ， 还是药物
甚至是上传自我意识
我们不知道 ， 只能等科学给我们答案
更多科技信息
关注伊特克斯手套箱
推荐阅读
- 网站|AMD、NVIDIA显卡继续跌价 RTX 3090一个月便宜1500元
- 上海市|推动产学研融合，资本邦旗下有连加入上海市人工智能技术协会
- 通信技术|乌克兰呼吁各大商业卫星运营商帮助跟踪俄罗斯军队
- 电子商务|沃尔玛为网购者推出AI驱动的虚拟服装试穿技术
- 技术|折叠屏、快充…… 湾区国产手机厂商出海“走秀”
- 硬件|AMD、NVIDIA显卡继续跌价 RTX 3090一个月便宜1500元
- 传播|“双碳技术传播中心”东北中心揭牌
- 通信技术|全球移动通信系统协会：5G连接数年内将超10亿
- 技术|中科院发布科技支撑“双碳”战略行动计划
- 社区|兴趣社区、粉丝运营，你离 Discord 只差一个「融云超级群」