纳米流体装置及其在物质操纵中的作用

科学界的一大抱负是使用微小物体——如分子、病毒和纳米粒子——作为构建基本大分子和材料的构建块，就像用乐高积木构建复杂的设计一样。然而，实现这一目标需要克服重大挑战

液体环境中的分子随机移动，速度惊人——在峰值速度下大约比尤塞恩·博尔特快很多倍——这使得精确操纵变得异常具有挑战性

为了应对这些挑战，纳米流体设备已经成为一项突破性的创新。这些先进的工具设计有超窄的通道，其尺寸与单个纳米级物体相当，并利用纳米流体过程（如捕获机制）来抑制随机运动并实现精确操纵

这使研究人员能够以极高的精度运输和控制单个纳米级物体，从病毒到DNA和单个小分子。通过提供前所未有的控制水平，纳米流体设备克服了纳米级处理的现有局限性，为科学、工程和工业的变革性进步铺平了道路

发表在《工程》杂志上的一篇新评论文章全面介绍了该领域的进步、未来的挑战和变革潜力。该研究强调了推动这一新兴领域的核心技术，包括纳米流体处理、功能集成和精确流体控制

通过创新的纳米流体方法桥接不同的学科，作者为远远超出当前能力的实际应用奠定了基础

研究人员还解决了关键挑战，例如精确操纵溶液中的分子，以及将纳米流体设备与包括光学和磁力在内的互补技术无缝集成。这些未来的创新将为分子机器人技术铺平道路

这些技术与数据科学和人工智能的潜在融合可能会推动范式转变，彻底改变化学、生物学、化学工程、材料科学与工程以及信息处理等领域

此外，纳米流体操纵还可以驱动更快、更节能的系统，推动人工智能和量子计算的进步。这些未来的创新有可能创造新的产业，塑造未来的技术，并重新定义科学和工程的格局