近日,中國科學院理化研究所的一項突破性成果引發關注——科研團隊成功研發出可在微觀世界精準操作的3D微納機器人。這種形似微型夾子的裝置僅40微米大小,卻能像人類手指般完成抓取細胞、釋放藥物顆粒等精密任務,為未來無創醫療技術開辟了新路徑。
該裝置的"機械手"結構采用超快激光雕刻技術制成。科研人員介紹,在百萬億次/秒的激光脈沖作用下,能量可瞬間聚焦于微米級區域,在極短時間內完成復雜三維結構的加工。這種加工方式不僅保證了機械手的精度,還使其表面達到納米級光滑度,顯著降低對生物組織的損傷風險。
驅動系統是該裝置實現靈活運動的關鍵。機械手底部集成的磁性模塊如同微型"指南針",當外部磁場改變方向時,模塊會同步調整姿態。實驗顯示,這種驅動方式可使機械手在血管等復雜環境中完成90度急轉彎,并能精準避開直徑大于5微米的障礙物,運動精度達到亞微米級。
智能抓取功能通過特殊材料實現。研究團隊采用pH響應型水凝膠構建機械手結構,這種材料在酸性環境(如腫瘤微環境)中會自發收縮,帶動機械手閉合抓取目標;當環境轉為堿性時,材料膨脹使機械手松開。實驗證明,該裝置可在pH值6.8-7.4范圍內實現0.1秒級的快速響應,抓取成功率超過92%。
目前,該技術仍處于實驗室優化階段。科研人員正在測試其與活體細胞的相互作用,并開發配套的磁場導航系統。初步實驗表明,這種微型裝置可穿透人工血管模型,在模擬血液流動環境中穩定抓取直徑10微米的聚苯乙烯微球。這項成果為靶向給藥、早期癌細胞清除等醫療應用提供了全新解決方案。











