能抓细胞的机器手诞生，我国在 3D 微纳机器人研究领域取得新突破

东苑

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郑美玲研究员团队，近期在 3D 微纳机器人的制备与应用方面取得新进展。

该团队提出利用飞秒激光直写加工技术制备多材料多模块的 3D 仿手型微纳机器人，实现对单颗粒和细胞的抓取、运输与释放。



相关研究成果于 9 月 12 日发表在 International Journal of Extreme Manufacturing（《极端制造》）期刊上。该论文的通讯作者是郑美玲研究员和金峰教授，第一作者为 2022 级博士研究生章剑苗。

研究人员提出采用飞秒激光直写技术制备集 pH 响应抓取模块与磁响应运输模块于一体的 3D 仿手型微纳机器人，突破传统单材料微纳机器人功能单一的局限。该微纳机器人顶部的 pH 抓取模块与底部的磁驱动模块能够独立响应刺激，完成抓取、移动、翻转等空间运动。



研究人员利用飞秒激光分步直写多种材料，赋予不同结构运动能力。并且，通过设计激光加工路径，动态调整不同区域的 pH 响应能力，实现对目标物体的最优抓取。进一步，作者探究了该微纳机器人的双模块协同控制，手型微纳机器人在 pH 和磁场的双重刺激下，实现了单颗粒和单细胞的精准抓取与 3D 导航协同控制。



该研究通过创新性的多材料集成与模块化设计，成功制备了兼具 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、单功能的技术局限，为复杂生物环境下的精准微操作提供了新策略，所制备的微纳机器人有望应用于微操控、生物医疗等领域。

liqiang2216

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wing6

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yzszh64

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