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武汉理工大学在微纳米马达研究方面取得突破性进展

信息来源:mmmaaa.com  时间:2019-03-15  浏览次数:56

武汉理工大学在微纳米马达研究方面取得突破性进展

□楚天都市报记者贺俊通讯员谢小琴

官建国教授(前排中)与他的研究生在探讨微纳米机器人的设计与应用

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官建国,教育部长江学者特聘教授,武汉理工大学材料学科首席教授,材料科学与工程国际化示范学院副院长,兼中国微米纳米协会微纳执行器与微系统分会副理事长等。国家科技奖励、“万人计划”青年拔尖人才、科技部863计划等评审专家。

想象这样一幅画面:随着医生的注射,液体里几万个甚至几十万个微纳米机器人进入人体,24小时循环检查体内各项数据,发现异常后就精准释放药物,杀死病变细胞。

记者日前从武汉理工大学了解到,该校材料学科首席教授官建国团队,在微纳米马达研究方面取得突破性进展,未来打造体内“外科医生”不是梦。

“微纳机器人”可精准送药

2018年,官建国团队在微纳米马达方面的研究,6次在国际权威学术期刊上发表高水平论文。

在官建国眼中,电镜下的纳米甚至微纳米世界奇妙无比,那些肉眼难见的粒子被打造成“微纳机器人”后,小身板能发挥大作用。“在水环境治理、生物传感检测、主动靶向给药和微手术等方面,都有很好的应用前景。”他举例,微纳机器人被注射进入人体后,通过感知血液组成确定需要去哪儿。比如发现肿瘤后,机器人或者附着在肿瘤细胞表面形成隔离,或者进入肿瘤细胞,定向给药消灭肿瘤的遗传物质。

一旦真正实现临床生物医用,微纳机器人将颠覆很多疑难病症。“微纳机器人作为载药工具,可以主动靶向运输,给药物插上翅膀,在细胞级别实现定向输送的智能载药工具。”官建国介绍。

微纳米应用成果未来可期

“2012年,我们发展了一种合成前后两面是不同化学物质组成的纳米粒子材料,这是我们第一次制备出这样的‘双面神’粒子。”之前与材料打交道30多年,官建国说不清“双面神”能发挥什么作用,但在和团队成员讨论时,他突然想起一端能喷出火焰的火箭发射场景,产生了做自主运动的微纳米马达的设想。

在这个无意中闯入的领域,官建国团队经过无数尝试,不仅让粒子动了起来,还可根据不同情况实现智能运动。“飞蛾在黑暗中会向着光源飞行,鱼类会溯流而上寻找食物或繁衍后代,借用趋向的原理,微纳米粒子被赋予不同‘个性’。”

比如,有的微纳机器人喜欢光,这是官建国团队借助地球运动时面向太阳的一面永远是白天,另一面是黑夜的灵感,构建出了具有趋光特性的微纳米马达;还有“爱”上化学物质的微纳机器人,可以在双氧水等化学溶液,甚至生物体液中实现自主运动。“它们可以走直线,可以振动,可以转圈,甚至可以抱团做群体运动。”官建国用电脑向记者展示着通过光学显微镜拍摄到的微纳米马达的各种运动。当这些粒子的运动更加智能后,在人看不见的人体内自动给药,甚至进行微创手术等都是可期的未来。

官建国憧憬着有一天,通过科学家不懈的努力,“微纳米机器人或许在未来3到5年里就能应用到水环境治理方面,也许10年后就能在主动靶向给药等精准医疗领域实现临床应用,提升人的生活品质,帮助人们延年益寿。”

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