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日本大學研發微米級游泳機器人

圖為有機結晶移動照片,細框線是起始位置。北海道大學

1966年的科幻電影《聯合縮小軍》(Fantastic Voyage),內容描述把人縮小進入人體內對抗病魔,時至今日讓超小型機器人進入體內工作的可能性已經出現。

日本北海道大學(Hokkaido University)公開最新研究成果,以長寬各約100微米(μm)、厚約1微米的有機結晶體,只要照射藍光就會自動運動,並產生可控方向性的移動,最大秒速達15微米,換算下來等於時速540公尺,在水深300微米的水槽、相當於小血管直徑的環境中有移動能力,也就是能在某些血管內移動。

根據北海道大學理學院研究所助教景山泰之報告,這個結晶體是由照光就會收縮的偶氮苯(Azobenzene)及油酸(Oleic acid)合成,對人體是否有害仍不明,但可控制就有利於發展成細胞大小的自動分子機器人。

該團隊在2016年便提出照射光線後可自動伸縮、像蚯蚓一樣運動的有機結晶,最新成果則是讓這種伸縮運動的方向性可控,雖然目前技術只能前進,無法轉向或倒退,但確認能在狹窄空間內依照指定方向行動,且伸縮方式比較適合狹窄空間如血管內部。因此,這種有機晶體可以成為血管清道夫,比方除去血管內堆積的油脂或中風者的血栓,有很大的醫療應用潛力。

大部分水中生物如草履蟲或鞭形蟲,長度在100~500微米,略大於這個可移動有機晶體;而人體紅血球白血球大小約5~20微米,可移動有機晶體是血球的10倍以上。不過有機結晶體不同於單細胞生物,而且這種有機結晶體的可伸縮次數不到1萬次,要趕路的話可能1小時內就會失效,須研究部分仍多。

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