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我国团队突破3D微纳机器人技术,实现单颗粒与细胞精准抓取运输新进展

   时间:2025-09-24 22:31:44 来源:互联网编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

中国科学院理化技术研究所仿生智能界面科学中心有机纳米光子学实验室传来新突破,研究团队在3D微纳机器人领域取得重要进展。该团队通过创新技术手段,成功开发出具备多材料、多模块结构的3D仿手型微纳机器人,可实现对微小颗粒及生物细胞的精准操作。

这项突破性成果的核心在于采用飞秒激光直写加工技术。研究人员通过分步写入不同材料,构建出集成pH响应抓取模块与磁响应运输模块的复合结构。顶部抓取模块能根据环境pH值变化实现选择性抓取,底部磁驱动模块则通过外部磁场控制运动轨迹,两个模块可独立响应刺激并完成协同操作。

技术实现方面,研究团队通过精确设计激光加工路径,动态调控材料各区域的pH响应特性。这种差异化设计使机器人能够针对不同目标物体进行最优抓取策略选择。实验表明,该机器人可在pH和磁场的双重刺激下,完成对单颗粒及单细胞的抓取、空间翻转及三维导航等复杂动作。

相较于传统单材料微纳机器人,新型设备突破了功能单一的局限。通过模块化设计,机器人同时具备环境感知与精准导航能力,其仿手型结构更提升了操作灵活性。这种创新架构使微纳机器人能够适应复杂生物环境,在微米尺度实现类似宏观机械臂的精细操作。

研究成果已发表于《极端制造》期刊,论文详细阐述了多材料集成技术与双模块协同控制机制。该研究为微操控领域提供了全新解决方案,所开发的微纳机器人在生物医疗、精准给药、细胞操作等方面具有广泛应用前景,标志着微纳机器人技术向实用化迈出重要一步。

 
 
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