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多刺激響應超疏水微型機器人驅動(dòng)與控制

      超疏水微型機器人可以在外界刺激下在水面上高效游動(dòng)，圍繞這一現象科學(xué)家們展開(kāi)了諸多研究，探索它的這一特性在諸多領(lǐng)域的應用前景，例如細胞操作，凈化水源等。然而，目前大部分對于超疏水微型機器人的研究都是圍繞單一刺激的驅動(dòng)模式，使得超疏水微型機器人的運動(dòng)和功能在復雜的水環(huán)境中受到了限制。

      針對這一問(wèn)題，中國科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所微納米課題組科研團隊開(kāi)展了創(chuàng )新性研究，利用模板輔助法研發(fā)了多刺激響應超疏水微型機器人，其中超疏水的作用減少了水對微型機器人的阻礙。該微型機器人內部具有感知紅外光和磁場(chǎng)的單元，可以?xún)Υ婊瘜W(xué)試劑，使得它可以在光場(chǎng)、磁場(chǎng)等（即多場(chǎng)驅動(dòng)）的控制下在水面快速游動(dòng)?；谖⑿蜋C器人的多刺激響應特性，在多場(chǎng)聯(lián)合控制下，微型機器人實(shí)現了協(xié)同配合操作。相關(guān)研究以Multistimuli-Responsive Hydroplaning Superhydrophobic Microrobots with Programmable Motion and Multifunctional Applications為題發(fā)表于工程技術(shù)一區Top期刊ACS Nano（IF：18.027）。

      在該研究中，科研人員對微型機器人的穩定性和環(huán)境適應性進(jìn)行了評估，結果表明，機器人在水面上可以實(shí)現預編程的軌跡運動(dòng)，尤其是在化學(xué)試劑的作用和磁場(chǎng)的驅動(dòng)下實(shí)現了不同軌跡的運動(dòng)。科研人員進(jìn)一步探索了在多場(chǎng)驅動(dòng)下，實(shí)現多個(gè)機器人運動(dòng)控制的可能性。結果表明，在光場(chǎng)和磁場(chǎng)作用下，多個(gè)機器人實(shí)現了協(xié)同配合操作，可以?shī)A取大于自身尺寸較多的結構塊。隨著(zhù)制備工藝的提升，微型機器人的尺寸有望進(jìn)一步縮小，在細胞操作，生物組織構建等領(lǐng)域具有應用前景。

多刺激響應超疏水微型機器人相互配合夾取結構