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美國(guó)北卡羅來(lái)納大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種名為“DNA花朵”的微型機(jī)器人。這種機(jī)器人具有獨(dú)特的自適應(yīng)環(huán)境變化能力，能夠像生物體一樣，根據(jù)周圍環(huán)境改變形狀和行為?！癉NA花朵”機(jī)器人由DNA與無(wú)機(jī)材料結(jié)合形成的特殊晶體構(gòu)成，能在幾秒內(nèi)迅速折疊與展開(kāi)，是迄今為止開(kāi)發(fā)出的最具動(dòng)態(tài)性的微型材料之一。

這項(xiàng)研究的靈感來(lái)自自然界中許多現(xiàn)象。例如，花瓣的展開(kāi)、珊瑚的脈動(dòng)以及生物體組織的形成等，都是通過(guò)外部環(huán)境的變化調(diào)節(jié)生物行為的過(guò)程。研究人員希望模仿這些自然界中的復(fù)雜行為，開(kāi)發(fā)出能適應(yīng)環(huán)境變化并自主完成任務(wù)的人工材料。

研究人員表示，這些微型“DNA花朵”成功的關(guān)鍵在于DNA在花形晶體內(nèi)的排列方式。它們可通過(guò)其內(nèi)部的DNA結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自我控制，類似于微型計(jì)算機(jī)程序。

當(dāng)周圍環(huán)境酸性增強(qiáng)時(shí)，DNA結(jié)構(gòu)中的部分區(qū)域會(huì)緊密折疊，導(dǎo)致花朵閉合。而當(dāng)酸度恢復(fù)正常時(shí)，DNA結(jié)構(gòu)會(huì)松開(kāi)，花朵再次張開(kāi)。這一簡(jiǎn)單而強(qiáng)大的運(yùn)動(dòng)被應(yīng)用于控制化學(xué)反應(yīng)、攜帶和釋放分子，甚至與細(xì)胞和組織進(jìn)行互動(dòng)。這使得這些機(jī)器人具備了根據(jù)周圍環(huán)境變化自動(dòng)調(diào)節(jié)和響應(yīng)的能力。

雖然這項(xiàng)技術(shù)目前還處于早期測(cè)試階段，但研究人員對(duì)其以后的應(yīng)用充滿信心。未來(lái)，這些“DNA花朵”可能會(huì)被注射到人體內(nèi)，定向到腫瘤所在部位。酸性環(huán)境會(huì)促使花朵閉合，釋放藥物或取樣進(jìn)行活檢。當(dāng)腫瘤治療結(jié)束，花朵會(huì)重新開(kāi)放，準(zhǔn)備再次響應(yīng)任何疾病復(fù)發(fā)的情況。此外，這些智能材料還可用于環(huán)境清理，比如在污染水體中釋放清潔劑，并在任務(wù)完成后自動(dòng)溶解，減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)。

這些“DNA花朵”還有望在數(shù)字存儲(chǔ)領(lǐng)域發(fā)揮作用，可被用來(lái)存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)。據(jù)估算，這些材料每茶匙的體積就能存儲(chǔ)高達(dá)兩萬(wàn)億GB的數(shù)據(jù)，從而提供了一種更加高效、環(huán)保的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案。

研究人員表示，這一突破不僅為智能材料的發(fā)展提供了新視角，也有助于推動(dòng)生物與機(jī)械技術(shù)的深度融合。