厲害了！科學家用光碟機動細菌幫人類工作

時至今日納米級的 3D 列印技術也已經不是什麼新鮮事了，和這項技術相關的應用每時每刻都在出現。比如一種叫做「雙光子光刻」的技術，很多模型的製作採用的就是這項技術，包括了國家太空梭、微觀賽車甚至是古羅馬的雕塑等等。

最近，來自羅馬大學物理學的羅伯托·列奧納多教授開發出了一系列能以細菌和激光提供能源並且可以工作的微型電機。

曾經有研究小組使用 3D 列印製成名為「鯊魚」的納米設備，能在磁場中自由移動，也有研究小組致力於開發新的幾何形狀，以提高靶向遞送藥物的成功概率。過往研究的確證明了納米技術在某些應用中有巨大潛力。羅馬大學的科學家則利用此特性，開發出由光控細菌供能的微型電機。在實驗中，列奧納多的團隊展示了 36 個電轉機是如何運轉一致，展示了 3D 列印微機械的未來是什麼樣。

列奧納多表示，利用納米技術和微細加工等現代工具，研究者能製作出越來越精細的微型機械。通過 3D 列印的雙光子光刻系統，任何形狀都能列印出來，但想要機械能自主運動，就需要找到動力。用半固態樹脂製作出的機械系統，配合全息光鑷等裝配工具，就能利用激光操縱微小生命體。

列奧納多實驗團隊推出的特殊電機中，研究者使用了基因工程修正過的大腸桿菌。在微型電機陣列中，每個電機外表上都被蝕刻有 15 個微室，當研究者滴入一滴包含數千遊動的細菌後，它們會一個個游入微室中，頭部在內，鞭毛在外。在合力作用下，細菌變成了微小的「螺旋槳」，像流水轉動水車一樣，轉動 3D 微型電機。

由於改造後的大腸桿菌也有自己的游泳方式和行為特點，所以研究者還特意在電機上建立了小小坡道，用 45 度角傾斜，使扭矩最大化，將其趕進微室，讓鞭毛在腔室外面自如鞭打，推動單個電機轉子運動。但這方法的缺陷在於，細菌產生的推力是間歇性的，馬達旋轉 1 次耗時大約 1 分鐘，有時候一些轉子的運動方向還會反向，白白耗力。

為了聚集和控制細菌，研究者每隔 10秒 就用激光點亮一次電機系統，從而使系統內每個組件都能步調一致。過去，科學界慣常使用電場或磁場來控制細菌，但造價高昂，不易製成。而用光控制電機系統，操作簡單且成本低，也能讓細菌對環境中的不同信號做出目標反應。

列奧納多指出，生命的基本單位是細胞，醫學診斷可以從收集單個細胞開始。目前人類的研究還只是個開始，獨立研究者總是在物理、工程、生物等領域不懈努力，但從納米技術的角度看，不同領域的研究放在一起，或許才能獲得最大益處。

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