动态微观机器人已被开发出来，能够响应周围环境变化，潜在地为递送药物或清理污染提供载体。
北卡罗来纳大学教堂山分校（UNC；北卡罗来纳州，美国）的研究人员创造出形状如花朵的微观软体机器人，它们能像生物体一样根据周围环境改变形状和行为。这些微小的“DNA花”由DNA和无机材料结合形成的特殊晶体构成。它们能在几秒内可逆地折叠和展开，使其成为在如此小尺度上开发的最具动态性的材料之一。
每朵花的DNA就像一个微小的计算机程序，告诉它如何移动和对周围世界做出反应。当环境变化时，例如酸度升高或降低，花朵可以打开、关闭或触发化学反应。这意味着这些基于DNA的机器人有朝一日可以自主执行任务，从递送药物到清理污染。
“人们希望拥有智能胶囊，能在检测到疾病时自动激活药物，并在痊愈时停止。原则上，使用我们的形状变化材料，这是可能的，”北卡罗来纳大学弗里曼实验室主任、该论文的资深兼通讯作者罗尼特·弗里曼（Ronit Freeman）评论道。“未来，可吞服或可植入的形状变化花朵可被设计用于递送靶向剂量的药物、进行活检或清除血栓。”
这一想法灵感来源于自然界的过程，如花朵花瓣展开、珊瑚脉动和生物体中组织形成。研究人员希望在人工材料中模仿这些复杂行为，这是一个长期困扰微观尺度工作的科学家的挑战。
“我们从自然的设计中汲取灵感，如绽放的花朵或生长的组织，并将其转化为有朝一日能够独立思考、移动和适应的技术，”弗里曼说。
他们成功的关键在于DNA在花朵形状晶体内的排列方式。当周围环境变得更酸性时，DNA的部分紧密折叠，导致花朵闭合。当条件恢复正常时，DNA放松，花瓣再次打开。这种简单但强大的运动可用于控制化学反应、携带和释放分子，或与细胞和组织相互作用。
尽管该技术仍处于早期测试阶段，但该团队设想了令人兴奋的未来用途。有朝一日，这些DNA花可被注射到体内，前往肿瘤处。到达后，肿瘤的酸度可能导致花瓣闭合，释放药物或采集微小组织样本。当肿瘤消退时，花朵会重新打开并停用，准备在疾病复发时再次响应。
除了医学领域，这些智能材料还可用于清理环境灾难，将清洁剂释放到污染水中，然后在任务完成后无害溶解。它们甚至可以存储海量数字信息，仅一茶匙就能存储高达两万亿千兆字节，为未来提供更绿色、更高效的数据存储、读取和写入方式。
这一突破标志着向能够感知和响应环境的材料迈出了重要一步，弥合了生命系统与机器之间的鸿沟。
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