细胞“快递员”

  【科学·近距离】

  微观世界中，有没有快递员？有！3D手型微纳机器人就是。

  日前，中国科学院理化技术研究所仿生智能界面科学中心最新研发出一款3D微纳机器人，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”。

  那么，这么精巧的“手”是如何做出来的？依靠的是“微观画笔”——飞秒激光直写技术。科研人员像画图一样，用激光这支画笔在不同材料上“画”出多种微纳结构，让每个部分具备不同功能，成为一只完整的手型微纳机器人。

  简单地说，这个“快递员”靠酸碱度（pH）的改变和外界磁场的驱动来工作。这款微纳机器人由两种智能材料组成：顶部是pH响应模块，像个“感应夹子”，遇到特定酸碱环境，手掌就会自动开合；底部是磁驱动模块，像个“微型马达”，能用外部磁场远程控制它的移动、旋转甚至翻转。

  那它又是如何进行配送的呢？在磁场引导下，这只灵活的“手”能够避开“障碍物”，精准定位到目标颗粒/细胞。当检测到酸性环境时，“手掌”会自动合拢完成抓取。随后，翻转身体调整姿态，安全送达指定区域，并在碱性环境下完成释放颗粒/细胞的动作。

  总的来说，这项研究通过多材料集成与模块化设计，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、单功能的技术限制，为微观世界的精准操控打开了新大门。

  未来，这款3D手型微纳机器人将在很多环境大显身手，例如精准医疗——它将携带药物在人体内穿梭，精准投放，成为医生最好的助手。

  （作者：郑美玲，系中国科学院理化技术研究所研究员）