發(fā)布日期：2017-04-01
十年來，科學(xué)家一直夢想著發(fā)明一種能在血管中游動的微型機(jī)器人，用來遞送藥物或進(jìn)行微型手術(shù)。過去 15 年里，研究人員已經(jīng)發(fā)明了多種微型機(jī)器人，它們依賴化學(xué)反應(yīng)、磁力或振動提供能量，但這些微型機(jī)器人經(jīng)常無法穩(wěn)定運(yùn)行。
香港大學(xué)的化學(xué)家唐晉堯（Jinyao Tang）說，最大的挑戰(zhàn)是如何引導(dǎo)微型機(jī)器到達(dá)指定地點(diǎn)。唐晉堯和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在這方面取得了進(jìn)展，他們的微型游泳機(jī)器人可以在光的控制下平穩(wěn)、精準(zhǔn)地行進(jìn)。
這項(xiàng)研究已經(jīng)發(fā)表在了 2016 年 12 月的《自然·納米技術(shù)》雜志上。
研究人員用硅作“手柄”，二氧化鈦?zhàn)?ldquo;刷頭”，構(gòu)建了瓶刷形狀的微顆粒。這兩種材料都會吸收光子，當(dāng)有光線照射，“手柄”會產(chǎn)生氫氧根負(fù)離子，“刷頭”則產(chǎn)生氫正離子。離子會自發(fā)移動，以平衡電荷，它們帶動周圍的液體，使微型機(jī)器人“手柄”在前，像飛鏢那樣朝著光源游動。
為了測試性能，研究人員將微型游泳機(jī)器人放在載玻片上的液體中，用紫外線引導(dǎo)它拼出“nano”一詞。11 微米長的機(jī)器在 2 分鐘內(nèi)游完 1 毫米距離，對醫(yī)學(xué)應(yīng)用來說，這個速度顯然太慢了。但唐晉堯說他們正在改進(jìn)機(jī)器人的形狀，以提高泳速。
德國馬普智能系統(tǒng)研究所（Max Planck Institute for Intelligent Systems）的納米機(jī)器人學(xué)家塞繆爾·桑切斯（Sámuel Sánchez，未參加該研究）評價說：“這種獨(dú)特的、精確控制速度和方向的方法令人驚嘆。”
唐晉堯表示，這項(xiàng)工作是醫(yī)療機(jī)器人的初級版本，醫(yī)生可以在體外用聚焦光束沿著病人身體為機(jī)器人導(dǎo)航。目前他們用紫外線控制機(jī)器人，但同時也在研發(fā)可用近紅外線控制的微型游泳機(jī)器人，這種光線可以穿透厚達(dá)幾厘米的身體組織。如果要在身體更深處使用，外科醫(yī)生還可以用光纖控制機(jī)器人。
來源：環(huán)球科學(xué)
