近日，我院机械设计工程系青年教师司伟，在陈云飞教授和沙菁㛃教授的指导下，在纳米机器人设计与制造领域取得突破性进展。研究成果在线发表在微纳制造传感领域国际顶级期刊《ACS Nano》上，标题为A Nanoparticle-DNA Assembled Nanorobot Powered by Charge-Tunable Quad-Nanopore System。
随着科技进步的发展，科学家们已经在人体内发现了众多的机器蛋白，如细菌鞭毛马达和肌球蛋白等，人体的正常工作离不开这些马达蛋白的协同作用。然而在探索生命的过程中仅仅去发现潜在的未知蛋白机器是远远不够的，设计和制造全新的仿生纳米机器也将进一步促进人类在生命科学领域的发展。司伟老师依托我院江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室平台，设计研究了一种由纳米颗粒和DNA链组装而成的四足纳米机器人，通过调控石墨烯薄膜上正方形分布的四个纳米孔上的壁面电势，改变了纳米孔上的电荷特性和强度，为纳米机器人在纳米薄膜上的行走提供了动力支持。通过对纳米孔内的电渗和电泳的有效调控，形成电渗和电泳的联合或竞争驱动机制，通过详细的试验设计和数据分析，掌握了纳米机器人的驱动机理，实现了纳米机器人的精准定向移动。由于该机器人行走在固态薄膜上，易与半导体芯片进行集成，有望封装在极小尺度的芯片内，具有较高的便携性和实用性，可协助解决纳米尺度下的纳米操控问题和分子货物运载问题，将潜在应用于药物输送等关键诊疗领域，造福人类。
该论文的第一作者为东南大学机械工程学院机械设计工程系青年教师司伟，东南大学机械工程学院机械设计工程系陈云飞教授和沙菁㛃教授为该论文的共同通讯作者，该论文也是我院首次作为第一作者单位和第一通讯单位在国际顶级期刊《ACS Nano》上发表的高水平论文。
相关工作得到了国家自然科学基金，江苏省基础研究计划，江苏省仪器仪表协会、校企联合项目以及东南大学机械工程学院微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室的资助。
论文链接： https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c05779