我国成功研制出纳米操作机器人

　　新华网沈阳4月15日电 (记者 王炳坤) 对细胞、染色体进行"手术"，像摆弄棋子一样移动原子，在1／20发丝横截面大小的面积上任意写字……这些精细得只能想象的"活儿"，如今人类可以亲手来做了。中国科学院沈阳自动化研究所最近研制成功一台纳米操作机器人样机，使我国纳米微操作技术达到世界先进水平。

　　纳米技术是21世纪科技发展的重点，1纳米(1nm)等于10的负9次方米，大约等于10氩 原子并列成一条直线的长度。在纳米尺度上的操作，通常被叫做纳米微操作，是纳米技术的重要内容，其目的是在纳米尺度上按人的意愿对纳米材料进行移动、整形、刻画以及装配等工作。据介绍，纳米微操作已经远远超出了普通光学显微镜所能看到的精度，1989年IBM公司的科学家利用扫描式隧道显微镜(STM)，操作35个氙原子在镍金属表面拼出I-B-M三个字母，开了纳米微操作先河，一时成为轰动世界的新闻。沈阳自动化所研制的这台纳米操作机器人，可以在纳米尺度上进行多种作业。

　　在实验室里，工作人员像操纵游戏机杠杆一样，操纵纳米操作机器人最终端的机器手。这个比针尖还要细小数百万倍的机器手只有1-100纳米的直径，但是通过原子力显微镜(AFM)，它的活动被放大上亿倍后在电脑屏幕上显示了出来。科学家告诉记者，一个物体到了纳米尺度，无论多么精确的显微镜也不能直接看清楚它的面目；在这种情况下，他们利用一种扫描探针式显微镜(SPM)，通过机器人控制技术，使扫描探针(也就是机器手)与样品表面轻轻接触，根据探针与样品表面极其微弱的排斥力的变化，再通过光学或电流原理将其进行放大和分析后，就可以准确的测定出样品表面的形貌信息和探针所处的位置了。

　　更为难得的是，这种操作系统还实现了力学和视觉的一致。记者从电脑屏幕上看到，工作人员通过纳米微操作技术，一会儿利用合金的探针在一块1×2 μm(微米的单位)面积的硅基片上刻出清晰的"China 863"字样，一会儿又把一个4μm 长、100 nm粗细(相当于1／1000发丝横截面大小)的碳纳米管准确的移动到一个预先刻好的沟槽里。工作人员在用手操纵杠杆来推动探针时，还可以感觉到推动纳米物体过程中的力，通过屏幕也能看到被推的纳米物体在移动。

　　测试显示，在刻画操作中，在512的像素区，重复定位误差小于5个像素，精度达1%以上；在移动纳米碳管的操作中，重复定位精度达到30 nm；而在基于路标的定位测试中，其定位误差小于4nm。国家"863"计划课题验收小组专家一致表示，这台样机的操作精度达到了世界先进水平。

　　科学家表示，随着纳米材料的广泛应用，如何对它们进行加工、切割、装配等作业，则显得尤为重要，而这项刚刚通过国家863计划验收的科技项目，将为人类控制和掌握神秘的微观世界提供技术保证。纳米微操作技术可以广泛用于纳米材料的力、电、化学特性研究、生物工程与医学实验研究、纳米电子器件的装配与加工等方面。比如在基因治疗技术中，就可以利用纳米操作机器人对有病的染色体进行切除。科学家表示，这项技术的成功，还将为他们今后研制可以直接进入人体抓取细胞的纳米机器人奠定基础。(完)