基于纯物理机制的双足纳米行走器

人工纳米行走器的灵感来自活细胞中的生物分子对应物，但在设计原理上仍远不及后者。迄今为止报道的行走器大多依赖化学机制来获得方向，且都会产生化学废物。在此，我们报告了一种基于从细胞行走器衍生出的设计原理的光驱动 DNA 双足行走器。该行走器具有两个相同的脚，轨道具有相同的结合位点；然而，该行走器通过纯物理机制获得方向，该机制自主地将位点内不对称性放大为棘轮效应。该纳米行走器无任何化学废物。它具有独特的热力学特征，即在操作前后具有相同的平衡态，但在操作过程中产生真正的非平衡分布。所展示的设计原理利用了机械效应，并适用于其他纳米机器。