一种履带式纳米小车及其控制、制备方法

技术特征：
1.一种履带式纳米小车，其特征在于：以环状脱氧核苷酸为履带，以电渗流驱动所述环状脱氧核糖核苷酸旋转，带动小车底板(3)运动，使纳米小车可以进行直行和转弯运动。2.根据权利要求1所述的履带式纳米小车，其特征在于：所述小车底板(3)上设有贯穿所述小车底板(3)的纳米孔(8)；所述纳米孔(8)上设有纳米电极，所述纳米电极连接独立电压源；调节所述纳米电极所连接独立电压源的方向与强度，进而控制纳米孔内的电渗流强度；所述纳米孔(8)包括前排纳米孔和后排纳米孔；所述环状脱氧核糖核苷酸两端分别穿过所述前排纳米孔和后排纳米孔；所述前排纳米孔和后排纳米孔所带电荷相反。3.根据权利要求2所述的履带式纳米小车，其特征在于：所述小车底板(3)上设有两条平行于所述小车底板(3)长度方向的履带；所述前排纳米孔包括第一履带前纳米孔(81)和第二履带前纳米孔(83)；所述后排纳米孔包括第一履带后纳米孔(82)和第二履带后纳米孔(84)。4.根据权利要求1所述的履带式纳米小车，其特征在于：所述环状脱氧核苷酸由脱氧核糖核酸链通过磷酸二酯键首尾相连成闭合环状。5.一种基于权利要求3的履带式纳米小车的控制方法，其特征在于：包括直行控制和转弯控制；所述直行控制包括向前直行控制和向后直行控制；所述向前直行控制，步骤为：在小车底板(3)的两端外加电压，控制所述第一履带后纳米孔(82)和所述第二履带后纳米孔(84)上的纳米电极带等幅值负电荷，第一履带前纳米孔(81)和第二履带前纳米孔(83)上的纳米电极带等幅值正电荷，使得两条环状脱氧核糖核苷酸逆时针旋转，进而带动底盘向前行走；所述向后直行控制，步骤为：在小车底板(3)的两端外加电压，控制第一履带后纳米孔(82)和第二履带后纳米孔(84)带等幅值正电荷，第一履带前纳米孔(81)和第二履带前纳米孔(83)带等幅值负电荷，使得两条环状脱氧核糖核苷酸顺时针旋转，进而带动底盘向后行走。所述转弯控制，步骤为：在所述直行控制步骤的前提下，向第二履带侧转弯，则使第一履带前纳米孔(81)、第一履带后纳米孔(82)上所带的电荷量高于所述第二履带前纳米孔(83)和第二履带后纳米孔(84)所带的电荷，则可利用差速转弯，使小车向所述第二履带侧转弯；在所述直行控制步骤的前提下，向第一履带侧转弯，则使第一履带前纳米孔(81)、第一履带后纳米孔(82)上所带的电荷量低于所述第二履带前纳米孔(83)和第二履带后纳米孔(84)所带的电荷，则可利用差速转弯，使小车向所述第一履带侧转弯；。6.一种基于权利要求1-4中任一所述的履带式纳米小车的制备方法，其特征在于：所述履带式纳米小车的底板的制作方法，包括如下步骤：s1：以洁净的硅片为基底，在硅片表面沉积上一层sin
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纳米薄膜，接着利用光刻技术来图形化纳米孔膜的特征形态，然后采用活性离子刻蚀工艺将部分的硅片基底底部的氮化硅薄膜腐蚀，紧接着采用湿法刻蚀法去除前一步暴露出来的指定部位的si，最终得到悬空着的氮化硅薄膜；s2：在基底上选择一个方形区域，其边长根据预设的脱氧核糖核酸链的长度作为参考选择，然后在方形的四个对应点利用离子束或者电子束轰击悬空着的氮化硅薄膜得到纳米
孔，接着在纳米孔内加工圆形金电极，并制作引线用于与外接电压源相连；s3：在底板上镀上防护层，防止电极氧化和芯片绝缘。7.根据权利要求6所述的履带式纳米小车，其特征在于：所述履带的制作方法，包括将末端悬空的脱氧核糖核酸链的两端分别穿过底板(3)上的纳米孔，并通过磷酸二酯键首尾相连成闭合环状。8.根据权利要求7所述的履带式纳米小车，其特征在于：包括如下步骤：a1、采用pcr扩增技术合成末端悬空的脱氧核糖核酸链，所述脱氧核糖核酸链的长度可以根据实际需求调控碱基的组成个数；a2、通过外加电压以及增设纳米金电荷将脱氧核糖核酸链的两端分别穿过基底薄膜的两个孔中；a3、向a1中溶液加入t4dna连接酶以及能源辅因子atp，在12～30℃下反应16小时，使脱氧核糖核酸链首尾相接。

技术总结
本发明涉及一种履带式纳米小车及其控制、制作方法，本发明设计的履带式纳米小车由两条履带式环状脱氧核糖核苷酸链通过纳米薄膜上的纳米孔首尾相接而成，在纳米孔位置各安装了可控制的纳米电极。本发明设计的履带式纳米小车可以通过调节纳米电极所连接电压源的方向与强度，进而控制纳米孔内的电渗流强度，从而利用电渗驱动环状脱氧核糖核苷酸绕双孔旋转，使纳米小车可以进行直行和转弯运动。本发明通过控制电极来控制履带式环状脱氧核糖核苷酸链的旋转速度，进而规划纳米小车的运动路径，从而达到将各种药品运输到所需位置的目的。从而达到将各种药品运输到所需位置的目的。从而达到将各种药品运输到所需位置的目的。


技术研发人员：司伟 林晓静 沙菁 陈云飞
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2022.04.06
技术公布日：2022/8/16