科學家研制出世界上最小發(fā)動機

英國劍橋大學研究人員２日報告研制出世界上最小的發(fā)動機，并認為這種發(fā)動機將來有望用于各種納米機器，包括在人體內部工作的醫(yī)療機器人。

據研究人員發(fā)表在新一期美國《國家科學院學報》上的論文，這是一種膠體發(fā)動機，由金納米顆粒和溫度響應性聚合物聚Ｎ－異丙基丙烯酰胺組成，利用金屬顆粒的分子間作用力（又稱范德華力）進行工作。

室溫下，該聚合物在水中充分伸展，金納米顆粒之間由于靜電作用相互排斥。但當溫度升高到３２攝氏度以上，該聚合物突然收縮，并在金納米顆粒表面形成一層疏水薄膜，導致顆粒在水中發(fā)生聚集形成一個大的聚集體。當溫度再次降到３２攝氏度以下，聚合物遇水膨脹，此過程會產生巨大驅動力，大的聚集體像爆炸那樣瞬間分裂成許多金球。

論文第一作者、劍橋大學卡文迪什實驗室的丁濤博士說，人們此前制造出一系列微型發(fā)動機，但是它們響應速度慢，驅動力小；而他們的發(fā)動機把范德華力以彈性勢能的形式存儲在溫度響應性聚合物之中，可以通過溫度變化或者光熱驅動，具有響應速度快、驅動力大的特點，克服了傳統(tǒng)微型發(fā)動機的瓶頸。

丁濤說，短期來看，該研究成果可用于控制微流體閥門的開關、生物檢測以及藥物篩選；長期來看，它可用于納米機器人進行納米醫(yī)療以及微納機電系統(tǒng)等領域。總之，這種微型發(fā)動機有可能成為各種納米機器的重要動力源泉。