納米機器操控原子可能嗎？

材料牛注：一個人的身高大約是米的級別，咖啡中的方糖高度大約是厘米的級別，一角硬幣的厚度大約是毫米的級別，一個人的頭發直徑大約是微米的級別。在有了這些尺寸感受之后，小編告訴你納米是頭發絲級別的千分之一，原子的尺度又是納米的十分之一，那你覺得在納米尺度隨意操控原子可能嗎？

納米世界對于我們來說幾乎是難以想象的小，一納米只是一米的十億分之一。科學家和工程師們研究這種尺度的材料已經好些年了，例如一些十分強大的有著數以百萬計晶體管的微處理器只有幾十納米寬。

在醫學上，醫生和工程師一起創造了納米給藥系統來抵御癌癥，致力于建立一個可以尋找癌細胞的類病毒模塊。該模塊會包含一個抗癌藥物載體，模塊上的蛋白質將作為導向系統用來導向特定癌細胞，相當于把模塊變成一個智能炸彈。醫生希望通過這種方法盡量減少癌癥治療的負面影響。

納米機器的理想是“裝配機器人”。裝配機器人是一種假想的可通過分恩子構建物分子的納米機器。上百萬個裝配機器人就可以用原材料造出任何給出的實物。這種技術我們稱之為工程化的分子納米技術。

現在，我們還沒到達那種水準，我們建立的大部分設備都是在微米尺度上的。一微米是一米的一百萬分之一，明顯大于納米。相對來說，這些設備都太大了，無法用其操縱單個原子，因為原子尺度比納米級還要小。原子的大小雖各不相同，但一般來說一納米已經是好幾個原子寬的寬度。我們測量出原子的尺寸通常在埃的級別，而一埃是十分之一納米。

這并不是說我們不能使用其他工具來操縱單個原子。1990，IBM的工程師利用掃描隧道顯微鏡操控原子在金屬表面拼“IBM”字樣，這一過程中顯微鏡本身不是納米級的，它是有一個接近原子大小的極細的筆。

我們是否能造出可以移動原子的納米級設備？這一答案并不確定。一些科學家和工程師說，分子納米技術的概念是不合理的，因而其中許多人轉向用化學手段操縱原子的領域，而不是造出一個納米機器來構建分子鏈。即使我們沒有造出分子組裝機器人，我們在嘗試中所獲得的知識也可能會改變世界。

原文鏈接：Can nanoscopic machines manipulate atoms?

本文由材料人編輯部楊浩提供素材，趙玲編譯，點我加入編輯部。

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