(来源:光明日报)
转自:光明日报
【科学·近距离】
微观世界中,有没有快递员?有!3D手型微纳机器人就是。
日前,中国科学院理化技术研究所仿生智能界面科学中心最新研发出一款3D微纳机器人,尺寸仅为40微米左右,比头发丝的直径还要小,却能像机械手一样完成抓取、运输和释放颗粒/细胞的精密任务,在微观世界实现“手到擒来”。
那么,这么精巧的“手”是如何做出来的?依靠的是“微观画笔”——飞秒激光直写技术。科研人员像画图一样,用激光这支画笔在不同材料上“画”出多种微纳结构,让每个部分具备不同功能,成为一只完整的手型微纳机器人。
简单地说,这个“快递员”靠酸碱度(pH)的改变和外界磁场的驱动来工作。这款微纳机器人由两种智能材料组成:顶部是pH响应模块,像个“感应夹子”,遇到特定酸碱环境,手掌就会自动开合;底部是磁驱动模块,像个“微型马达”,能用外部磁场远程控制它的移动、旋转甚至翻转。
那它又是如何进行配送的呢?在磁场引导下,这只灵活的“手”能够避开“障碍物”,精准定位到目标颗粒/细胞。当检测到酸性环境时,“手掌”会自动合拢完成抓取。随后,翻转身体调整姿态,安全送达指定区域,并在碱性环境下完成释放颗粒/细胞的动作。
总的来说,这项研究通过多材料集成与模块化设计,制备了兼具pH响应环境感知与磁驱动精准导航的3D微纳机器人,解决了传统微纳机器人单响应、单功能的技术限制,为微观世界的精准操控打开了新大门。
未来,这款3D手型微纳机器人将在很多环境大显身手,例如精准医疗——它将携带药物在人体内穿梭,精准投放,成为医生最好的助手。
(作者:郑美玲,系中国科学院理化技术研究所研究员)
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