美国和韩国研究人员的合作,研制出了据信是世界上最小的人造泵,其大小仅为一个红细胞。更令人印象深刻的是他们为泵供电的方法,即使用玻璃——通常是一种非常差的导电体——在纳米尺度上制造电极。
该团队几年前发现,在纳米尺度上,玻璃可以耗散介电击穿(材料在电场存在下从绝缘体变为导体的状态)产生的热量,而不会对玻璃造成损坏。他们利用这一特性,开发出一种将导线嵌入纳米器件的新颖解决方案,使用玻璃基板而非传统的布线,而传统的布线在如此小的尺寸下会带来麻烦。
该团队基本上采用了一块玻璃基板,并使用一种称为飞秒激光纳米加工的技术在其上蚀刻出微小的通道。在每个通道的末端,研究人员留下了一个极薄的玻璃壁。当通道充满电解质溶液时,它就像一根微小的液体导线,两端都有玻璃电极。虽然在宏观尺度上玻璃会阻止电荷流动,但在纳米尺度上,仅10伏特的电荷就能将玻璃从绝缘体变为导体,充当电极,直接传输电荷。
这些“导线”通过驱动一个微型泵得到了演示,该泵将流体从设备的一端推送到另一端,这意味着它可以潜在地集成到各种纳米设备中,特别是在医疗领域。这样微小的泵可以用于将药物递送到单个人体细胞,或从单个细胞中提取样本。