论文标题： Nanofluidic Manipulation of Single Nanometric Objects: Current Progress, Challenges, and Future Opportunities

期刊：Engineering

作者：Nattapong Chantipmanee, Yan Xu

DOI：https://doi.org/10.1016/j.eng.2024.08.021

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大阪公立大学的许岩研究团队致力于开发新型纳流控芯片，以实现能够精准操控单个纳米物质，包括DNA、蛋白质、纳米颗粒和溶液中的小分子。他们提出了“纳流控物质操控(Nanofluidic Manipulation)”这一前沿概念，为实现纳米尺度精准控制开辟了新途径。近日，许岩研究团队以“Nanofluidic Manipulation of Single Nanometric Objects: Current Progress, Challenges, and Future Opportunities”为题在中国工程院院刊《Engineering》2024年12月刊发表综述文章，全面总结了该新兴领域的技术进展、当前挑战以及未来的广阔应用前景，展现了这一领域在跨学科整合与创新驱动方面的巨大潜力。

被选为《Engineering》2024年12月刊封面文章

图. 单纳米物体的纳流控物质操控

科学家们长期以来的愿景之一，是利用小分子、蛋白质、病毒和纳米颗粒等微小物质，像搭建乐高积木一样构建功能高分子、生物材料、甚至生命体。然而，液体环境中分子高速且随机的运动—其速度是短跑冠军博尔特巅峰速度的几十倍—让这一目标的实现充满挑战。精准操控这些单个纳米物质，成为科学和工程领域的一大难题。

为应对这一挑战，纳流控芯片作为突破性技术应运而生。这种尖端芯片拥有与单个纳米级物体尺寸相当的超窄通道，并结合纳流控技术（如分子捕获机制），有效抑制单个纳米物质的随机运动，实现精准操控。这一技术使研究人员能够以惊人的精度操控病毒、DNA甚至单个小分子，为纳米级物质的处理与操控开辟了全新可能。纳流控芯片的问世，克服了传统纳米操控技术的局限，为科学、工程与工业领域的重大进步奠定了基础。

许岩团队在文章中详细阐述了纳流控芯片在单个纳米级物质操控方面的革命性潜力，介绍了推动该领域发展的核心技术，包括纳流控处理、功能模块的集成以及高度精确的流体控制。创新的纳流控方法跨越了传统学科的界限，为未来的实际应用奠定了基础。

不过，团队也指出，目前在精准操控溶液中的小分子以及实现纳流控芯片与光学、磁力等辅助技术的无缝集成方面，仍面临挑战。攻克这些难题将为分子机器人的发展提供基础，并可能推动其与数据科学和人工智能的深度融合，带来颠覆性的技术变革，进而革新化学、生物学、材料科学等多个领域，促进人工智能和量子计算等前沿领域的突破，催生新兴产业，塑造未来科技与科学工程的新格局。

这一研究成果展示了纳流控芯片技术在纳米物质操控领域的广阔前景，为未来的科研和应用提供了新的思路和方向。

文章信息：

Nattapong Chantipmanee, Yan Xu, Nanofluidic Manipulation of Single Nanometric Objects: Current Progress, Challenges, and Future Opportunities,

Engineering, 2024.

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https://doi.org/10.1016/j.eng.2024.08.021

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