就如小到如乐高（Lego）的碎块那样，能让众多的碎块自然而然地走到一起结合成一个微建筑。生物系统是一种擅长建造和移动部件的生化机器。正如机器需要某种形式的能量来运作，生命系统通过消耗“燃料”—物质或食物赋予能量。例如，人体通过微小纳米分子分子的运动来收缩肌肉，分子装置在纳米尺度上转换能量以在宏观尺度上产生运动。模仿自然自组装的能力将彻底改变科学合成材料的方法，这些材料可以治愈、收缩或重新配置。

为了探索这种潜在的模仿，加大圣地亚哥分校物理助理教授JeremiePalacci 和博后学者Antoine Aubret与纽约大学Stefano Sacanna教授和他的团队一起推出一种利用微型计算机的特殊组装新方法，将许许多多的“组件”嵌成小齿轮状的机器。他们该研究成果以一篇题为【同步针对自组装生化微型齿轮』的论文不久前在美国《自然物理》杂志上发表。

Palacci指出：“这是我们能够综合构建模拟生命系统的首个重要步骤。”

“构造零件”将自行光激活后推进微粒。科学家们让它们善于自主感知光度并以光图案导航。这导致了该非凡组装成只有一种类型机器，一种自成形、旋转的微型齿轮，由七个这样的微粒组成机器制造机器。

作为一个软凝聚物质，实验物理学家Palacci说，团队将微型齿轮组装成更复杂的图案和更大的机器，即使机械齿轮不接触，它们也会同步。“显然，这不是魔术，而是物理学，”Palacci说。“齿轮互相感觉，通过它们消耗的燃料和它们移动的液体相互作用。”

Aubret表示，用两组简单的成分：光提示和一个精心设计的建筑块来进行自我组装是令人兴奋的。他解释说：“其中不是一个接一个地拾取粒子，我们让它们用光学装置叠加光模式，让粒子和转子完成任务。当然，下来还有很多工作要做，这个开始为我们的研究开辟了新的途径，希望我们能够在自我组装过程的层次上进一步攀登。”

据负责监督国家科学基金会（NSF）补助金项目主任Germano Iannacchione说，软物质研究的目的不仅是要理解管理这个充满活力和多样性的科学领域的基本原则，而且要把这些原则转化为控制物质手段的新方法。

“这项工作令人兴奋的部分是发现如何控制和组装小颗粒到更大的，设计的结构，然后可以使用光操纵。Iannacchione说：“这项研究是制作一个你从未接触过的微型机器的一个很好的例子。”

这项研究工作得到国家科学基金会（GraveS.DMR-1554724）、斯隆基金会（Sloan Foundation）（GraveG.FG-20179302）和NSF职业奖（GraveS.DMR-16534 65）的资金支持。

加州大学圣地亚哥分校的科学人员正在努力通过新的药物、创新技术和更多的帮助改变世界，有助于解决疾病、全球安全、公共政策、气候变化等等。根据【美国新闻和世界报道】媒体的教育排名，该校的物理科学学科的物理研究生课程位居全国前20。

（美国华文网 圣地亚哥华文网 华文风采编发 USChinesePress.com SanDiegoChinesePress.com）