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片卷曲成的圆柱体,直径与 DNA 链相当,约为 2 纳米(即 2000 皮米),石墨烯中的碳碳键键长为 142 皮米。这种碳纳米管就像一张和你手臂一样粗的网或铁丝网,其长度可以根据需要无限延伸,以此来合成 DNA—— 无论是完整的 DNA 链、单个染色体,还是无法在合成过程中连接的单个基因。我们甚至可以直接在细胞内打印 DNA,而且在类似甚至更小的尺度上,我们已经掌握了相关技术。
    我们还可以利用病毒这类现有有机体,它们能侵入细胞并夺取细胞的合成系统为己所用,这一特性也可以作为 DNA 修复的理论基础。举个理论上的例子:假设有五个分别标记为 A、T、C、G 和 X 的纳米机器人,它们朝着一个比自身大得多的受损细胞聚集,身后拖着一根碳纳米管。X 机器人会像注射器的针头一样,在细胞膜上打开一个微小的缺口,并将碳纳米管穿过这个缺口送入细胞内。随后,X 机器人定位到受损的 DNA 并将其汽化,而另外四个机器人则开始通过碳纳米管向细胞内输送核苷酸 —— 腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)和鸟嘌呤(G)。
    这些核苷酸会按照正确的蓝图,以精准的顺序进入碳纳米管,从而合成新的 DNA 链。每个纳米机器人都储存着相应的核苷酸,并会在准确的时间将其释放到碳纳米管中。我需要说明的是,精准的时间控制和定位也是纳米技术中的一大难题,但在此我们暂且略过这一点。随着 DNA 链逐渐合成,X 机器人会将新合成的 DNA 引导至细胞内的目标位置。
    碳纳米管在纳米技术中具有极高的应用价值,很可能会成为制造许多纳米机器人的主要材料。不过,纳米机器人并非需要亲自打造所有东西,我们可以建造更大的、微观尺度的石墨烯或碳纳米管工厂,由这些工厂来生产纳米机器人的零部件,甚至完整的纳米机器人。以自我复制的细胞为蓝本制造通用组装器,这是早期纳米技术概念的核心,但我们并非一定要制造能自我复制的机器人。事实上,我认为这类机器人的价值不如其他替代方案,还会带来切实的风险。
    相反,我们可以由更大的微观工厂来生产纳米机器人,而这些工厂本身又可以由更小的工厂,甚至是遵循其他更智能、更大的机器指令运作的简易纳米机器人来建造,无论是在人体、房屋内,还是其他外部场所都可以实现。当然,快速合成 DNA 或侵入细胞还有其他方法,我们知道病毒能够穿透细胞膜,而自然界中的 DNA 复制过程

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