摘要:

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1.文章导读

基于当前微纳机器人材料单一、功能局限和多刺激协同控制难等问题，近期，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联合北京石油化工学院金峰教授，提出利用飞秒激光直写加工技术制备多材料多模块的3D仿手型微机器人，实现对单颗粒和细胞的抓取、运输与释放，并在SCI期刊《极端制造（英文）》期刊上发表了题为“Multi-material and multi-module freestanding microrobot for cargo transportation”的文章。

2. 图文解析：  

本研究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仿手型微机器人，突破传统单材料微机器人功能单一的局限。如图1所示，该微机器人顶部的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。

图1飞秒激光直写多材料多模块手型微机器人

该微机器人的双模块还能够协同控制，完成捕获—运输—释放系列动作。如图2，手型微机器人在pH和磁场的双重刺激下，实现了单颗粒（10 μm）和单细胞（约10μm）的精准抓取与3D导航协同控制。

图2 3D手微型机器人定向运输单颗粒和786-O细胞。（a）微机器人的捕获、运输和释放示意图。（b）微机器人运输单颗粒的光学明场图像（i）捕获，（ii）运输和（iii）释放。（c）和（d）单颗粒被捕获的SEM图像和局部放大图。（e）微机器人运输单细胞的光学明场图像（i）主动捕获，（ii）运输和（iii）释放。（f）和（g）单细胞被捕获的SEM图像和局部放大图。 

视频见附件

视频 3D手型微机器人对单颗粒的捕获—运输—释放过程

3. 总结与展望：  

本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仿生微机器人，有效解决了传统微机器人单响应、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。