我国在3D微纳机器人研究领域取得新突破，能抓细胞的机器手问世。
9月24日，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在3D微纳机器人的制备与应用领域取得新突破。这一进展不仅展示了我国在微纳尺度机器人研究方面的持续创新能力，也预示着未来在医疗、环境监测等领域的广泛应用前景。随着相关技术的不断成熟，这类微型机器人有望在精准治疗和智能检测等方面发挥重要作用，值得持续关注。
该团队提出采用飞秒激光直写加工技术，制备具有多材料、多模块结构的3D仿手型微纳机器人，能够实现对单颗粒和细胞的精准抓取、运输与释放。 这一技术突破为微型机器人在生物医学领域的应用打开了新的可能性。飞秒激光直写技术具备高精度和非接触式加工的优势，使得复杂结构的微纳机器人得以高效制造。而仿手型设计则增强了机器人在微观环境中的操作灵活性和适应性，尤其在细胞操控等精细作业中展现出巨大潜力。未来，随着该技术的进一步成熟，或将在药物递送、细胞手术以及组织工程等领域发挥重要作用。
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。
研究人员提出利用飞秒激光直写技术，制备出一种集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，突破了传统单材料微纳机器人功能单一的限制。该微纳机器人顶部的pH抓取模块和底部的磁驱动模块能够分别对刺激做出响应，实现抓取、移动、翻转等空间运动。
研究人员采用飞秒激光分步直写技术，在多种材料上构建出具有运动能力的结构。通过优化激光加工路径，可动态调节不同区域的pH响应特性，从而实现对目标物体的最佳抓取效果。此外，研究者还探索了微纳机器人的双模块协同控制机制，手型微纳机器人在pH环境与磁场的共同作用下，成功实现了单颗粒和单细胞的精确抓取，并完成了3D空间中的导航与协同控制。
该研究采用创新的多材料集成与模块化设计理念，成功开发出一种同时具备pH响应环境感知能力和磁驱动精准导航功能的3D微纳机器人。该技术突破了传统微纳机器人单一响应、单一功能的限制，为在复杂生物环境中实现精准的微操作提供了新思路，所研制的微纳机器人有望在微操控和生物医疗等领域得到应用。
附论文链接：
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2631-7990/ae0666
