磁性微型机器人机械混合微观材料

化学经常让人联想到在烧杯、烧瓶或试管中混合液体的图像。但通常，化学反应发生的规模要小得多。在许多医疗和工业环境中，混合液体需要几分之一毫升，对于这些应用，有时最好的工具是微型机器人。

在纳米技术与精密工程领域，中国科学院和中国电力科学研究院的研究人员开发了一种微型机器人，能够在磁场存在的情况下操纵小液滴。

为了制造他们的机器人，研究人员将钕磁性粒子和糖与一种化学稳定的聚合物混合在一起。然后，糖被溶解掉，在聚合物上留下孔，以增加表面积。最后，该团队用等离子体处理聚合物，使其能够吸引水和许多其他液体。

“我们的目标是创建一个更清洁、更快的系统，避免残留，这对于医疗诊断或处理反应性化学物质等敏感任务尤其重要，”作者林桂说。“确保化学稳定性和高性能是一个关键的优先事项。”

包括磁性粒子使团队能够通过施加磁场来控制他们的机器人。与现有的磁性微型机器人相比，使用强大的钕粒子使机器人反应更灵敏、更有效。桂说：“以前的磁性方法在驱动力较弱的情况下举步维艰，限制了液滴的大小和速度。”。“磁性添加剂也经常腐蚀或污染样品。设计一个结合了强磁性、耐化学性和快速运动的机器人需要创新的材料和工程。”在测试中，研究人员证明他们可以利用磁场将微型机器人引导到液滴中。然后，他们可以使用他们的机器人拖动液滴，因为等离子体处理过程中施加的涂层很有吸引力。

在低速下，它们可以将两个或多个液滴聚集在一起进行化学反应，在高速下，它们可能会将液滴分成更小的碎片。

多亏了机器人强大的磁铁，研究人员的速度比以前的微型机器人快20倍，他们可以运输近1毫升大小的液滴。他们的机器人还可以与酸等高腐蚀性化合物相互作用，而不会造成任何损害。

该团队设想他们的机器人可用于实验室环境中自动化某些化学过程，或用于微创手术的医疗环境。他们计划继续开发这项技术，以进一步提高其能力。桂说：“我们的目标是将其小型化，以处理纳升液滴，并探索与传感器的集成，以完成靶向药物输送或污染清理等任务。”。p