这是世界上最小的发动机，可以驱动各种纳米机器，甚至可以用在人身上。体内医疗保健部机器人。
在新一期美国《国家科学院院刊》上，来自英国剑桥大学的研究人员发表论文称，他们成功研制出了一种致动纳米换能器(actuating nano-transducer)，即“蚂蚁”。它是一种胶体发动机，由金纳米粒子和温敏聚合物聚(N-异丙基丙烯酰胺)组成，利用金属粒子的分子间力(也称范德华力)工作。它可以产生微观尺度的推力，其单位重量推力是任何已知马达或肌肉的100倍。
“多年来，每个人都在谈论制造纳米。机器人但是他们还没有出来。剑桥大学教授、项目负责人杰里米·鲍姆伯格(Jeremy Baumberg)说，“为什么？这是因为直到今天，我们仍然不能制造纳米机器人在液体中运动——就像在纳米级的糖浆中游泳。分子力太强了。"
“蚂蚁”的动力来自物理反应而非化学反应。它含有金纳米颗粒，每个颗粒的直径约为0.06微米(相当于人类头发宽度的千分之一)，这些颗粒与聚(N-异丙基丙烯酰胺)的凝胶状聚合物一起浸泡在水中。
当温度上升到32摄氏度的临界温度以上时，金颗粒通过分子间引力与聚合物紧密结合在一起。当温度降至32摄氏度以下时，聚合物突然吸水膨胀——聚集的金颗粒被迅速推开，就像弹簧一样。
最低发动机工作原理
“这就像一场爆炸，”论文第一作者、剑桥大学卡文迪许实验室的丁涛说。“当水分子使金颗粒周围的聚合物膨胀时，几百个金球在百万分之一秒内飞走。”
丁涛说，以前，人们做了一系列微型发动机，但反应慢，驱动力小；他们的发动机将范德华力以弹性势能的形式储存在温敏聚合物中，可通过温度变化或光、热驱动，具有响应快、驱动力大的特点，克服了传统微型发动机的瓶颈。
“就像真正的蚂蚁一样，它们可以提供比自身重量大得多的力量。智能部分是我们利用重金属粒子的范德华引力来释放聚合物和水分子的力量，具有很强的可逆性和可重复性。”鲍姆伯格教授说。
根据该论文，“蚂蚁”原型引擎可以使用激光来控制系统的温度，但也可以使用其他机制。临界点也可以调整，比如把能量释放点设定在接近人体正常温度37摄氏度。
丁涛说，在短期内，该研究成果可用于控制微流控阀门的开关、生物检测和药物筛选；从长远来看，它可以用于纳米尺度。机器人开展纳米医疗和微纳机电系统等领域。总之，这种微型发动机有可能成为各种纳米机器的重要动力源。
“这个概念可以支持未来的大量设计，”鲍姆伯格教授说。该团队正在与剑桥大学的商业化合作。机构“剑桥企业”合作开发这项技术的实际应用。