纽约大学化学教授纳瑞·西曼(Nadrian Seeman，上图)称，未来我们周围将随处可见极其微小的工业机器人。

 

　　他所说的微小，意指十亿分之一米，即纳米，这是在纳米领域工作的他每天所面对的环境。西曼希望能通过操控分子，制造出新型材料和微观机器人。

 

　　但是纳米技术的关键问题在于如何大量生产用作“机器构件”的这些纳米分子。

 

　　为克服这一瓶颈，西曼找到了一条有效的途径。他和南京大学的一支中国团队联合发明了纳米量级的机器人。这台微型机器是用DNA制造的。不过与人体细胞中的DNA不同，该DNA是人工合成的，且不能自我复制。和所有的DNA一样，它也以基因密码的形式存储信息。西曼通过编排DNA的组合来为他的微型机器“编程”。目前他们正在研究可编程模型的概念样机。

 

　　这个机器人的两条“手臂”是由DNA连接而成，后面还附着其他的DNA链。每条手臂的末端都有分子相连接，并按一定顺序排列。这些“粘性”的末端仅同特定的“建筑部件”连接，西曼可对它们编程以指定他想要的分子。当他在“双臂”依次创建了理想分子后，整个聚合体被加热后冷却，经过这一自组装过程，错误的分子被纠正、更换。这将保证“工厂”进行可靠、大批量的生产。

 

　　迄今，西曼的团队已设计出了各种形状(方形和三角形)的分子，但它们还不具有特定的功能。下一步将是构建功能性的分子。他设想制造出不同的微型DNA机器，加以编程使其协调运行，以形成更复杂的事物，比如纤维、电子器件等。

 

　　西曼在纳米机器人领域已工作多年，并于2006年首次制造了单臂版的纳米机器人。这是世界上首次用DNA序列组装成的设备。如今，在他成功完成了双臂机器人设计后，西曼相信他的团队一定能将其变成现实。

 

　　西曼工作成果的一大亮点是能“遥控”DNA手臂。这样，他们最终就能够记录整个组装过程中产生的错误。哥伦比亚大学医学教授米兰·斯托贾诺维克(Milan Stojanovic)博士说：“虽然他们也以普通的基本结构为出发点，但基于这个基本结构，他们可依据从溶液中获得的结果‘创建’新的产品。”用这种手段就能获得高产量，而这对于将来更快、更大批量的生产是很重要的。斯托贾诺维克评价说，西曼的工作相当独特，他的科学探索之路的创造性不可估量。

 

　　西曼对未来纳米技术的另一项关键贡献是可以操纵连接手臂的DNA链。西曼借助一项名为“DNA折纸”的技术设计出可改装的手臂。DNA的成本很高，因此，西曼设计的这个弹性系统只需要少量DNA片段。普渡大学副教授毛承德(Chengde Mao)特别希望西曼及其他纳米技术科学家能在DNA方面取得突破，即建立三维结构。

 

　　说起西曼是如何进入纳米领域，还有一段趣闻。那是在1980年代早期，西曼是因为喜欢荷兰数学魔幻画家埃舍尔(M．C．Escher)的画而开始了他的纳米之路。当时，纳米技术还处于萌芽期，多数化学家还在运用无机分子进行相关研究。西曼尝试纳米晶体的试验失败后，他去找他的一位从事DNA重组的同事。DNA重组当时还是一项崭新的领域，这给了西曼以新的启发，以致想起了埃舍尔的一张名为‘地球’的画。在画中，有许多有6个鳍的鱼在空中穿行。“于是我开始思考有关6条臂膀与三维空间相结合的问题。”他开始想象如何以这种方式来构造DNA。与当时大多数化学家不同，西曼认定DNA是开展这项研究的最好途径，因为DNA具有其独特的内在结构。