微纳机器东谈主运输物体暗示图。　　受访者供图

　　微纳机器东谈主在合手取细胞。　　受访者供图

　　在显微镜下，一滴水不错奇妙得像一个城市。最近，这个微不雅“城市”里迎来了别称“快递员”——中国科学院理化技能照拂所最新研发的3D微纳机器东谈主。它的尺寸仅为40微米傍边，比头发丝的直径还要小，却能像机械手通常完成合手取、运输和开释颗粒、细胞的精密任务，在微不雅宇宙完结“手到拿来”，为当年精确医疗开辟了新旅途。

　　微不雅“托举”的灵感

　　微纳机器东谈主是什么？它们是责任在微米至纳米法度的“智能小型机器”，可完成畅通、旋转、合手取和开释细微颗粒或细胞等任务，使得东谈主类具备在微不雅宇宙“动手”的才气。在精确医疗、环境建树、微纳制造等限度，微纳机器东谈主具有广博远景。

　　“咱们的起点，是想要克服现时微纳机器东谈主的局限。”中国科学院理化技能照拂所仿生智能界面科学中心照拂员郑好意思玲先容，当今微纳机器东谈主多摄取单一材料体系，功能难以膨胀，在复杂环境中，要完结多刺激协同限制、完成多步操作，是科研界濒临的挑战。

　　基于此，团队建议了一个新想路：摄取多材料多模块加工微纳机器东谈主。

　　谈到为什么采纳“手”的造型，郑好意思玲说：“生涯里，咱们常用手合手取物体，是以在筹备时，最初料到了仿手型的微纳机器东谈主。不仅如斯，这只小型‘手’采纳双手朝上托举的姿态，手掌部分粗略无邪开合。比拟于顽固的结构，手指的开放造型更便于不雅察目的颗粒，也能在开释时愈加无邪。”

　　如何作念出这样小巧的“手”？科研东谈主员线路，依靠的是“微不雅画笔”——飞秒激光直写技能。

　　从旨趣上讲，飞秒激光直写技能摄取的是极短的“飞秒激光脉冲”（1飞秒便是一千万亿分之一秒），激光束被紧聚焦到材料里面，基于非线性光学效应，光与物资互相作用只是发生在光子数密度极高的焦点中心区域，从而龙套光学衍射极限，完结纳米高精度，比头发丝细千倍。

　　因此，科研东谈主员像绘画通常，用激光在不同材料上“画”出多种微纳结构，让每个部分具备不同功能，临了构建成一只完好的3D手型微纳机器东谈主。

　　“快递员”3D手型微纳机器东谈主由两种智能材料构成，顶部是pH反馈模块，像个“感应夹子”，遭受特定酸碱环境就会自动开合；底部是磁运转模块，像个“小型马达”，能用外部磁场汉典限制它出动、旋转以致翻转。

　　成为医师的“隐形助手”

　　这个“快递员”是如何责任的呢？科研东谈主员先容，先把它置于液体中，当周围环境的pH值发生变化时（如变酸或者变碱），微纳机器东谈主的“手掌”就会像花朵通常展开或闭合。这就像咱们的手遭受开水会自动缩细腻通常，是一种灵巧的应激反应。

　　“快递员”如何进行配送？在磁场开垦下，它粗略无邪避让“阻遏物”，精确定位到目的颗粒、细胞。当检测到酸性环境时，“手掌”自动合拢完成合手取。随后，翻转体格调度姿态，安全投递指定区域，并在碱性环境下完成开释颗粒、细胞的动作。

　　“咱们对它的性能进行了多轮实验考证。”郑好意思玲说，“最初是合手取才气。实验中，机器东谈主不仅奏效合手取运输并开释了直径约10微米的聚苯乙烯（PS）微球；而况还奏效对东谈主体肾癌细胞（786-O细胞）进行了精确操作。在畅通性能方面，磁场运转下，机器东谈主不错在液体中无邪出动，最高速率达到每秒65.56微米，并能完结高下、傍边的平面出动，以致完成翻转和转机，舒缓特出阻遏。”

　　此外，它的可靠性也超出预期。科研东谈主员让机器东谈主反复资格酸—碱环境轮回刺激，“手掌”部分在跳动15次开合后仍能平定反馈，莫得出现结构疲惫或功能衰竭。

　　从感应到活动、从合手取到开释，3D手型微纳机器东谈主措置了传统微纳机器东谈主单反馈、单功能的技能限制，为微不雅宇宙的精确操控开放了新大门。

　　团队线路，当年愚弄中，这样的微纳机器东谈主很有后劲。咱们也许能看到这些微不雅“快递员”在各个边际推行精密的任务，如在东谈主体内佩带药物穿梭，成为医师的“隐形助手”。

　　郑好意思玲说：“微纳机器东谈主可当作单细胞水平的微操作平台，为细胞分选、细胞注入、细胞力学照拂等提供可能。同期，在靶向药物和微创手术方面也有较好的愚弄远景，举例撤废血栓等。”

　　除了医学限度，微纳机器东谈主还不错拓展至环境建树、微纳制造等限度，举例用于合手取、富集并移除水环境中的特定浑浊物（如微塑料、重金属颗粒），当作微不雅法度上可编程的拼装用具，用于搬运和拼装微纳元器件等。同期，还不错当作照拂微不雅宇宙力学、流膂力学的期望平台，为基础科学照拂助力。

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