纳米机器人有益于人类健康。免费技术图书馆新闻

用于人类健康的纳米机器人

24.01.2001

目前，正在进行深入研究以制造分子大小的微型设备，即所谓的纳米机器人，例如，它们可以游过人体血管、清洁血管壁上的胆固醇沉积物、杀死新生癌细胞或合成新物质.

在生物学中，位于活细胞中的蛋白质马达早已为人所知。作为燃料，这些发动机使用所有生物的化学燃料——三磷酸腺苷 (ATP)。多亏了它们，将各种物质转移到细胞中，肌肉的工作，即使在复制 DNA 时也可以使用它们。

由 Carlo Montemagno 领导的康奈尔大学的一组研究人员使用 AT Phase 酶制造了一个纳米引擎。它是几种蛋白质的复合物，它们共同作用产生 ATP。它看起来像一个直径为 12 nm 且高度相同的圆柱体，由六个围绕单个轴组装的蛋白质组成。 AT Phase 将细胞能量站 - 线粒体内的质子运动转换为轴的机械旋转。

这种运动有助于形成 ATP。此外，ATPase 的作用是可逆的：如果向这个圆柱形马达提供 ATP，它将“燃烧”它并且轴将开始旋转。这种纳米引擎的效率接近100%。 “如果这台电机有一个人那么大，”蒙特马尼奥说，“它可以以 2 转/分的速度旋转一根 1 公里长的木杆。”

东京大学的另一组研究人员开发了一种高度不超过 1 纳米的超小型“齿轮”。它由三部分组成 - 一个金属离子和两个卟啉分子，这是一种复杂的环状化合物，其中包括叶绿素，以其将光转化为有机物质的能力而闻名。

在一定温度下，离子从两侧吸引分子，在光和电压的影响下，它们开始旋转。

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花园疏花机 02.05.2024

在现代农业中，技术进步的目的是提高植物护理过程的效率。创新的 Florix 疏花机在意大利推出，旨在优化采收阶段。该工具配备了移动臂，可以轻松适应花园的需求。操作员可以通过使用操纵杆从拖拉机驾驶室控制细线来调节细线的速度。这种方法显着提高了疏花过程的效率，提供了根据花园的具体条件以及花园中生长的水果的品种和类型进行个性化调整的可能性。经过两年对 Florix 机器在各种水果上的测试，结果非常令人鼓舞。 Filiberto Montanari 等农民使用 Florix 机器多年，他们表示疏花所需的时间和劳动力显着减少。 ... >>

先进的红外显微镜 02.05.2024

显微镜在科学研究中发挥着重要作用，使科学家能够深入研究肉眼看不见的结构和过程。然而，各种显微镜方法都有其局限性，其中之一是使用红外范围时分辨率的限制。但日本东京大学研究人员的最新成果为研究微观世界开辟了新的前景。东京大学的科学家推出了一种新型显微镜，它将彻底改变红外显微镜的功能。这种先进的仪器可以让您在纳米尺度上以惊人的清晰度观察活细菌的内部结构。通常，中红外显微镜受到分辨率低的限制，但日本研究人员的最新进展克服了这些限制。据科学家称，所开发的显微镜可以创建分辨率高达120纳米的图像，比传统显微镜的分辨率高30倍。 ... >>

昆虫空气捕捉器 01.05.2024

农业是经济的关键部门之一，害虫防治是这一过程中不可或缺的一部分。来自西姆拉印度农业研究委员会中央马铃薯研究所 (ICAR-CPRI) 的科学家团队针对这一问题提出了一种创新解决方案——风力昆虫空气捕捉器。该设备通过提供实时昆虫种群数据来解决传统害虫防治方法的缺点。该捕集器完全由风能提供动力，使其成为一种无需电力的环保解决方案。其独特的设计使您能够监测有害和有益昆虫，从而全面了解任何农业地区的昆虫数量。卡皮尔说：“通过在正确的时间评估目标害虫，我们可以采取必要的措施来控制害虫和疾病。” ... >>

太空碎片对地球磁场的威胁 01.05.2024

我们越来越多地听说地球周围的空间碎片数量增加。然而，造成这个问题的不仅是活跃的卫星和航天器，还有旧任务的碎片。 SpaceX等公司发射的卫星数量不断增加，不仅为互联网的发展创造了机遇，也对太空安全构成了严重威胁。专家们现在将注意力转向对地球磁场的潜在影响。哈佛-史密森天体物理中心的乔纳森·麦克道尔博士强调，企业正在迅速部署卫星星座，未来十年卫星数量可能增长到100万颗。这些宇宙卫星舰队的快速发展可能导致地球等离子环境受到危险碎片的污染，并对磁层的稳定性构成威胁。用过的火箭产生的金属碎片会破坏电离层和磁层。这两个系统在保护大气和维护环境方面发挥着关键作用。 ... >>

散装物质的固化 30.04.2024

科学世界中有很多谜团，其中之一就是散装材料的奇怪行为。它们可能表现得像固体，但突然变成流动的液体。这一现象引起了许多研究人员的关注，也许我们终于距离解开这个谜团越来越近了。想象一下沙漏中的沙子。它通常自由流动，但在某些情况下，其颗粒开始被卡住，从液体变成固体。这一转变对从药品生产到建筑等许多领域都具有重要影响。美国的研究人员试图描述这一现象并进一步了解它。在这项研究中，科学家们利用聚苯乙烯珠袋中的数据在实验室进行了模拟。他们发现这些组中的振动具有特定的频率，这意味着只有某些类型的振动可以穿过材料。已收到 ... >>

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卡特琳帮助称重中微子 25.09.2019

中微子可以归因于最奇怪的亚原子粒子。由于质量非常小且没有电荷，中微子实际上不会与普通物质相互作用，它们可以完全自由地穿透物质的堆积，例如行星甚至恒星。几十年来，科学家们一直在尝试使用各种高灵敏度传感器来计算中微子质量的值，而最近在德国进行了近二十年的卡尔斯鲁厄氚中微子（KATRIN）实验的传感器已经产生第一个结果。

了解中微子质量对于理解为什么中微子仅通过弱核相互作用力与普通物质相互作用非常重要。此外，从量子力学的角度来看，每种类型的中微子都是由三种概率的“质量状态”组合而成的。然而，由于量子力学的基本奇异性，只测量“质量态”或确定中微子的类型是可能的，根本不可能同时测量这两个量。

中微子质量的精确测量要求科学家具有创造力。 KATRIN 实验的核心是一个 10 米长的容器，里面装有 25 克氢的放射性同位素氚。这种氢被冷却到超低温，在其环境中不断发生所谓的β衰变，结果其中一个中子变成质子，产生一个额外的电子和一个电子反中微子，其质量对应于普通电子中微子的质量。

β衰变的产物落入传感器光谱仪的有效区域，该区域有住宅楼那么大，可以让您测量电子的能量。实验的本质是电子和中微子总是接收到一些衰变反应释放的能量。这个数字可能因情况而异，但电子和中微子之间的能量分布比例始终保持不变。并且由于传感器的操作，获得了一个图表，其形状允许您计算中微子每个“质量状态”的最大能量。

经过 28 天的工作和数据收集，KATRIN 实验的科学家们在小于 0.1 eV（电子伏特）的水平上获得了三个中微子质量状态的平均总和的最小值，该参数的最大值为 1.1 eV。相比之下，电子的质量能量约为 500 万 eV，质子的质量能量约为 XNUMX 亿。

获得的最大中微子质量值几乎是其他实验给出的值的两倍，例如，最近，科学家使用宇宙中微子粒子得出的质量值为 2.6 eV。不过这里要考虑到，KATRIN 实验的数据是在一个月内收集到的，而科学家们还有五年的时间来收集和分析新的数据。

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