讀者可能能夠意識到 ， 這種利用梯度場（“胡蘿卜”）驅動微納機器的方法 ， 和我們通常熟悉的機器的運行方式差別極大 。 通常的機器 ， 核心運動構件是馬達 ， 其運動是靠電磁場下轉子的旋轉得到的 。 如前所述 ， 這種往復式運動并不能驅動微納米機器 。 而目前開發(fā)出來的用于驅動微納米機器的梯度場方法 ， 往往效率低下 ， 控制也很差 ， 也并不會有人用這樣的方法驅動汽車 。 但這是我們目前針對微納米機器人的特殊環(huán)境和限制所不得不做出的犧牲 。
https://steempeak.com/steemit/@denmarkguy/steemit-musings-if-you-take-away-the-carrot-the-donkey-stops-moving
納米機器前景誘人
【想要納米機器無所不能？先看看這里有多少科學】在工作原理、制造、控制等幾個方面 ， 納米機器都面臨著巨大的挑戰(zhàn) ， 但也孕育著巨大的回報 。 納米機器人在生物、醫(yī)藥、環(huán)境、軍事、航天等多個國計民生重大領域有巨大的潛在用途 ， 或許能夠讓世界產生我們做夢都無法想象的變革 ， 因而吸引著一批批科技工作者前赴后繼投身這個領域 。
在來自世界各地（包括中國）的科研人員的不懈努力下 ， 如今在國際范圍內掀起了微納米機器研究的新熱潮 。 自21世紀初以來 ， 人們合成出了許許多多不同種類的微納米材料及精巧的分子 ， 并通過化學能、電能、磁能、光能、聲能、熱能等各種供能方式 ， 讓這些人工制造的分子與顆粒在微納米尺度運動起來 。 研究人員發(fā)布了數(shù)以千計的論文、專利、學術報告 ， 來討論這些材料的合成、驅動機制、相互作用機理 ， 并結合理論和數(shù)值模擬 ， 對實驗中觀察到的現(xiàn)象進行縝密而全面的分析 。 2016年的諾貝爾化學獎 ， 就頒給了三位超分子領域的專家 ， 以表彰他們在分子機器合成領域的卓越貢獻 。
2016年化學諾獎三位得主 | 來源：https://www.zmescience.com/science/chemistry/nobel-2016-chemistry-62478/
目前 ， 一大批科學工作者和工程師們通過精心設計 ， 已成功將在微米尺度游動的微納米機器人應用于生物探測、智能載藥、可控藥物釋放、血栓清除、殺死腫瘤細胞、環(huán)境污染物監(jiān)測、環(huán)境治理、微納米組裝等多個領域 。
石墨烯包覆的微米管在過氧化氫中噴射氣泡運動 ， 清除水中的污染物 | 來源：https://www.sciencealert.com/graphene-based-nanobots-could-clean-up-the-metal-from-our-oceans
在超聲波驅動下 ， 雙金屬微米棒在宮頸癌細胞內翻騰攪動 | 來源：https://phys.org/news/2014-02-nanomotors-cells-video.html
特別需要指出的是 ， 雖然納米機器人有許多潛在的應用 ， 社會大眾也對這方面的研究十分關注 ， 但納米機器人的研究不僅僅是應用研究 ， 也不僅僅涉及工程領域 。 事實上 ， 這是一個學科高度交叉的研究領域 ， 涉及物理、化學、材料、生物等多個學科的基礎科學研究 。
例如 ， 微納米機器的制備往往不能依靠機械加工手段（即便是精密的微納加工技術也力有不逮） ， 而是要通過物理、化學的方法合成、制備出具有特殊結構和功能的分子和微納米材料 。 而這些材料如何在各種實驗環(huán)境和參數(shù)條件下 ， 按照人們的需要作出前進、后退、旋轉等運動 ， 離不開對于其電學、磁學、化學性質等方面的深入了解 ， 以及對其周圍環(huán)境中化學場、流體場、電磁場的認識 。
此外 ， “一個好漢三個幫” ， 在種類繁多的應用中 ， 納米機器人想必也需要和眾多同伴們相互協(xié)作 。 因此 ， 它們之間的相互作用、自組裝、群體行為、通訊機制等 ， 對于其應用也是需要仔細研究的問題 。 除此之外 ， 還有眾多大大小小的科學問題等著科學家們去探索 ， 并基于這些發(fā)現(xiàn) ， 來開發(fā)出新型的納米機器人運動、控制和應用技術 。
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