未來納米機器人行業前景在哪?真菌感染在全球范圍內越來越普遍,當前僅有的一些藥物正面臨耐藥性威脅。根據世界衛生組織于2022年發布的一份報告,白色念珠菌是對人類健康威脅最大的四種真菌病原體之一。美國賓夕法尼亞大學日前發布新聞公報說,該校科研人員設計出一種由
未來納米機器人行業前景在哪?真菌感染在全球范圍內越來越普遍,當前僅有的一些藥物正面臨耐藥性威脅。根據世界衛生組織于2022年發布的一份報告,白色念珠菌是對人類健康威脅最大的四種真菌病原體之一。美國賓夕法尼亞大學日前發布新聞公報說,該校科研人員設計出一種由氧化鐵納米酶制成的納米機器人,可快速、精準地殺滅常見的真菌病原體——白色念珠菌。相關論文發表在德國《先進材料》雜志上。一些納米材料有抗真菌作用,但相關技術的效率和準確性不足,因此控制感染的效果不理想,還容易導致真菌產生耐藥性。新研究克服了上述缺點,用細胞球和動物組織樣本進行的測試顯示,納米機器人能在十分鐘內清除感染部位的白色念珠菌。
這種納米機器人能在磁場控制下精確到達指定位置。納米酶是像生物酶一樣具有催化作用的納米顆粒,特定氧化鐵納米酶的性質與生物體內常見的過氧化物酶相似,能把過氧化氫分解成水和氧氣,產生可殺滅真菌的活性氧。通過可編程算法精確調控納米機器人的形狀和運動模式,可以控制活性氧的水平。研究發現,這種氧化鐵納米酶對真菌細胞的親和力特別強,能與真菌牢固結合、集中殺滅,不影響未受感染的部位。
納米機器人的設想,是在納米尺度上應用生物學原理,發現新現象,研制可編程的分子機器人。合成生物學對細胞信號傳導與基因調控網絡重新設計,開發“在體”或“濕”的生物計算機或細胞機器人,從而產生了另種方式的納米機器人技術。納米機器人是指用納米材料制造的機器人,它們的尺寸小到納米級別,因此具有許多獨特的性質和應用。納米機器人技術是一種新興的技術,涉及到物理學、化學、生物學、材料科學等多個領域。
納米機器人可以分為兩類:一類是體積為納米級的納米機器人,另一類是用于納米級操作的裝置。體積為納米級的納米機器人可以用于醫學領域,例如用于高靈敏度、精確的生物納米結構與特性的探測技術,發展治療藥物的納米化以及新型藥劑學,實現微創醫療的精細治療手術,如血管內的納米機器人手術等。在軍事領域,納米機器人可以被用于制造更小、更靈活的軍用機器人,例如“螞蟻士兵”等。此外,納米機器人還可以用于環境監測,例如檢測污染物、監測空氣質量等。
25年內,納米技術學家期望實現這些存在于科學陳列室中的想法,創造出真實的、可以工作的納米機器。這些納米機器有微小的“手指”可以精巧地處理各種分子;有微小的“電腦”來指揮“手指”如何操作。“手指”可能由碳納米管制造,它的強度是鋼的100倍,細度是頭發絲的五萬分之一。“電腦”可能由碳納米管制造,這些碳納米管既能做晶體管又能做連接它們的導線。“電腦”也可能由DNA制造,用適當的軟件和足夠的靈巧性進行武裝的納米機器人可以構建任何物質。
目前,中國納米尺度上操作的機器人系統樣機由中國科學院沈陽自動化所研制成功,并通過了國家“863”自動化領域智能機器人專家組的驗收。 在一個演示中,沈陽自動化所的研究人員操縱“納米微操作機器人”,在一塊硅基片上1×2微米的區域上清晰刻出“SIA”3個英文字母(沈陽自動化所的縮寫);另一個演示顯示,在一個5×5微米的硅基片上,操作者將一個4微米長、100納米粗細的碳納米管準確移動到一個刻好的溝槽里。
智能機器人應用已經覆蓋輕工、石化、醫藥等52個行業大類,應用范圍的拓寬下智能機器人銷量快速增長。數據顯示,我國智能機器人銷量由15.93萬臺增長至37.87萬臺。
與發達國家相比,我國智能機器人行業相對起步較晚。近年來,隨著技術進步,我國智能機器人產量持續增長。數據顯示,2020年我國智能機器人產量為33.63萬臺,較上年同比增長27.8%;2021年我國智能機器人產量為41.62萬臺,較上年同比增長23.8%。
從納米機器人研發機構數量、研究熱度、起步時間等方面來看,歐美等西方國家一如既往是前沿科技的領頭羊和踐行者;中國在國家納米科學中心成立后,學界對于納米機器人用于醫療領域的研究便不斷涌現,各大科研院所、高校等日漸成規模,哈工大、沈陽自動化研究所等扛起了大旗,高質量、原創性的研究成果加快彌補國內及國際上的缺陷。
納米機器人在市場的應用潛力:
1、醫療:納米機器人可以被設計成能夠在人體內進行診斷和治療,以幫助治療腫瘤、心血管疾病和其他疾病。
2、環境:納米機器人可以用于檢測和處理水、空氣和土壤中的污染物,防止環境污染。
3、工業:納米機器人可以提高工業生產的效率和產品的質量,同時可以減少能源和資源的浪費。
4、信息通信:納米機器人可以用于構建納米電路和計算機,或者在不同物理樣本之間進行數據傳輸。
納米機器人涉及分子仿生學和電子控制技術的范圍,是高度集成的系統,要求具備驅動單元、控制單元、傳感單元,同時針對不同功能需要具備對應的工作單元,如靶向治療時需要的藥物儲存和投送單元等。納米醫療技術是一個交叉融合的學科,需要化學、生物學、醫藥、計算機科學、物理學等許多領域的通力合作。
《中國制造2025》更是將手術機器人列為重點發展領域。有研究報告提出,未來五年中國手術機器人行業規模將以29.8%的年復合增長率高速增長。手術機器人應用越來越廣泛,且微創式手術正成為行業的發展趨勢。利用微納米機器人,可以更好地實現精準醫療。
從納米機器人行業市場區域分布來看,北美地區是納米機器人的主要市場,其納米機器人市場的復合年增長率預計為12.2%——預計到預測期結束時,將從550億美元增至730億美元;歐洲地區是納米機器人的第二大主要市場;由于這項技術的應用需要醫療機構的大量資金投入,同時也需要加強對員工的培訓,亞太地區預計將是納米機器人增長最快的市場。
多款微納米載藥機器人憑借自推進運動,穿越多道生物屏障的阻隔,將藥物送到眼球底部或腦組織深處,使青光眼、癲癇、腦膠質細胞瘤、中風偏癱等棘手的醫療難題得到解決。隨著研究的深入,哈爾濱工業大學微納米技術研究中心的研究人員正在將這些貌似科幻的情景,一步步變成現實。
中研研究院出版的納米機器人行業圖表預覽
圖表:中國納米機器人供給
圖表:中國納米機器人企業區域分布
圖表:中國納米機器人銷售渠道分布
圖表:中國納米機器人利潤及增長速度
隨著納米機器人行業競爭的不斷加劇,大型企業間并購整合與資本運作日趨頻繁,國內外優秀的企業愈來愈重視對行業市場的分析研究,特別是對當前納米機器人市場環境和客戶需求趨勢變化的深入研究,以期提前占領市場,取得先發優勢。
納米機器人行業報告還對全球的行業發展態勢作了詳細分析,并對行業進行了趨向研判,是經營企業,服務、投資機構等單位準確了解目前行業發展動態,把握納米機器人企業定位和發展方向不可多得的精品,對中國及各子行業的發展狀況、上下游行業發展狀況、競爭替代產品、發展趨勢、新產品與技術等進行了分析,并重點分析了中國行業發展狀況和特點,以及中國行業將面臨的挑戰、企業的發展策略等。
納米機器人市場調研如何?中研研究院對該行業作了詳盡深入的分析,是企業進行市場研究工作時不可或缺的重要參考資料,同時也可作為相關機構進行潛力分析、發展分析、投資分析等研究工作時的參考依據。更多行業具體詳情可以點擊查看中研普華產業研究院的報告《2019-2025年中國納米機器人行業市場深度分析及發展趨勢研究咨詢預測報告》。
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