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| 微納機器人在抓取細胞。(圖片來源:受訪者供圖) |
中評社北京11月13日電/據新華網報導,最近,這個微觀“城市”裡迎來了一名“快遞員”——中國科學院理化技術研究所最新研發的3D微納機器人。它的尺寸僅為40微米左右,比頭髮絲的直徑還要小,卻能像機械手一樣完成抓取、運輸和釋放顆粒、細胞的精密任務,在微觀世界實現“手到擒來”,為未來精準醫療開辟了新路徑。
微觀“托舉”的靈感
微納機器人是什麼?它們是工作在微米至納米尺度的“智能微型機器”,可完成運動、旋轉、抓取和釋放微小顆粒或細胞等任務,使得人類具備在微觀世界“動手”的能力。在精準醫療、環境修復、微納製造等領域,微納機器人具有廣闊前景。
“我們的出發點,是想要克服當前微納機器人的局限。”中國科學院理化技術研究所仿生智能界面科學中心研究員鄭美玲介紹,目前微納機器人多採用單一材料體系,功能難以擴展,在複雜環境中,要實現多刺激協同控制、完成多步操作,是科研界面臨的挑戰。
基於此,團隊提出了一個新思路:採用多材料多模塊加工微納機器人。
談到為什麼選擇“手”的造型,鄭美玲說:“生活裡,我們常用手抓取物體,所以在設計時,首先想到了仿手型的微納機器人。不僅如此,這只微型‘手’採取雙手向上托舉的姿態,手掌部分能夠靈活開合。相比於封閉的結構,手指的開放造型更便於觀察目標顆粒,也能在釋放時更加靈活。”
如何做出這麼精巧的“手”?科研人員表示,依靠的是“微觀畫筆”——飛秒激光直寫技術。
從原理上講,飛秒激光直寫技術採用的是極短的“飛秒激光脈衝”(1飛秒等於一千萬億分之一秒),激光束被緊聚焦到材料內部,基於非線性光學效應,光與物質相互作用僅僅發生在光子數密度極高的焦點中心區域,從而突破光學衍射極限,實現納米高精度,比頭髮絲細千倍。 |