纳米机器操控原子可能吗？

材料牛注：一个人的身高大约是米的级别，咖啡中的方糖高度大约是厘米的级别，一角硬币的厚度大约是毫米的级别，一个人的头发直径大约是微米的级别。在有了这些尺寸感受之后，小编告诉你纳米是头发丝级别的千分之一，原子的尺度又是纳米的十分之一，那你觉得在纳米尺度随意操控原子可能吗？

纳米世界对于我们来说几乎是难以想象的小，一纳米只是一米的十亿分之一。科学家和工程师们研究这种尺度的材料已经好些年了，例如一些十分强大的有着数以百万计晶体管的微处理器只有几十纳米宽。

在医学上，医生和工程师一起创造了纳米给药系统来抵御癌症，致力于建立一个可以寻找癌细胞的类病毒模块。该模块会包含一个抗癌药物载体，模块上的蛋白质将作为导向系统用来导向特定癌细胞，相当于把模块变成一个智能炸弹。医生希望通过这种方法尽量减少癌症治疗的负面影响。

纳米机器的理想是“装配机器人”。装配机器人是一种假想的可通过分恩子构建物分子的纳米机器。上百万个装配机器人就可以用原材料造出任何给出的实物。这种技术我们称之为工程化的分子纳米技术。

现在，我们还没到达那种水准，我们建立的大部分设备都是在微米尺度上的。一微米是一米的一百万分之一，明显大于纳米。相对来说，这些设备都太大了，无法用其操纵单个原子，因为原子尺度比纳米级还要小。原子的大小虽各不相同，但一般来说一纳米已经是好几个原子宽的宽度。我们测量出原子的尺寸通常在埃的级别，而一埃是十分之一纳米。

这并不是说我们不能使用其他工具来操纵单个原子。1990，IBM的工程师利用扫描隧道显微镜操控原子在金属表面拼“IBM”字样，这一过程中显微镜本身不是纳米级的，它是有一个接近原子大小的极细的笔。

我们是否能造出可以移动原子的纳米级设备？这一答案并不确定。一些科学家和工程师说，分子纳米技术的概念是不合理的，因而其中许多人转向用化学手段操纵原子的领域，而不是造出一个纳米机器来构建分子链。即使我们没有造出分子组装机器人，我们在尝试中所获得的知识也可能会改变世界。

原文链接：Can nanoscopic machines manipulate atoms?

本文由材料人编辑部杨浩提供素材，赵玲编译，点我加入编辑部。

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