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中国科学院团队打造3D手型微纳机器人
http://www.CRNTT.com   2025-11-13 14:27:59


微纳机器人在抓取细胞。(图片来源:受访者供图)
  中评社北京11月13日电/据新华网报导,最近,这个微观“城市”里迎来了一名“快递员”——中国科学院理化技术研究所最新研发的3D微纳机器人。它的尺寸仅为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”,为未来精准医疗开辟了新路径。

  微观“托举”的灵感

  微纳机器人是什么?它们是工作在微米至纳米尺度的“智能微型机器”,可完成运动、旋转、抓取和释放微小颗粒或细胞等任务,使得人类具备在微观世界“动手”的能力。在精准医疗、环境修复、微纳制造等领域,微纳机器人具有广阔前景。

  “我们的出发点,是想要克服当前微纳机器人的局限。”中国科学院理化技术研究所仿生智能界面科学中心研究员郑美玲介绍,目前微纳机器人多采用单一材料体系,功能难以扩展,在复杂环境中,要实现多刺激协同控制、完成多步操作,是科研界面临的挑战。

  基于此,团队提出了一个新思路:采用多材料多模块加工微纳机器人。

  谈到为什么选择“手”的造型,郑美玲说:“生活里,我们常用手抓取物体,所以在设计时,首先想到了仿手型的微纳机器人。不仅如此,这只微型‘手’采取双手向上托举的姿态,手掌部分能够灵活开合。相比于封闭的结构,手指的开放造型更便于观察目标颗粒,也能在释放时更加灵活。”

  如何做出这么精巧的“手”?科研人员表示,依靠的是“微观画笔”——飞秒激光直写技术。

  从原理上讲,飞秒激光直写技术采用的是极短的“飞秒激光脉冲”(1飞秒等于一千万亿分之一秒),激光束被紧聚焦到材料内部,基于非线性光学效应,光与物质相互作用仅仅发生在光子数密度极高的焦点中心区域,从而突破光学衍射极限,实现纳米高精度,比头发丝细千倍。 


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