科技日報北京4月13日電 （記者張佳欣）微型機器人正將人類與微觀世界“直接互動”的夢想一步步變?yōu)楝F(xiàn)實。德國維爾茨堡大學(xué)研究團隊研制出一種由光驅(qū)動的納米機器人，其尺寸僅為人類頭發(fā)直徑的約五十分之一，能夠在水環(huán)境中對細(xì)菌等微小生物進行精準(zhǔn)捕獲、搬運和釋放。相關(guān)成果發(fā)表于新一期《自然·通訊》雜志。未來，這類納米機器人有望在微生物學(xué)、生物醫(yī)學(xué)以及微尺度精準(zhǔn)操控等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
在微觀尺度下，對單個細(xì)胞或細(xì)菌等生物對象進行可控操作一直是科研難題。此次研究展示，這些被稱為“微觀清潔工”的納米機器人，已具備在實驗室條件下收集并重新分布細(xì)菌的能力，為微觀操控提供了新路徑。
此前，團隊已經(jīng)開發(fā)出利用單個光子的反沖驅(qū)動的微米級裝置。在當(dāng)前研究中，團隊將這些光驅(qū)動機器人進一步微型化。新突破的關(guān)鍵在于，在不削弱基于光子的推進機制的前提下，簡化了其操控方式。他們利用嵌入機器人內(nèi)部的納米天線結(jié)構(gòu)會隨入射光偏振方向自動對齊的特性，通過調(diào)節(jié)光的偏振來控制機器人的朝向，而推進仍由光子反沖提供，從而實現(xiàn)高效穩(wěn)定的運動控制。
實驗表明，這些納米機器人表現(xiàn)出極高的靈活性。它們可以實現(xiàn)極快的90度轉(zhuǎn)向，能夠系統(tǒng)、高效地掃描樣品中的大范圍區(qū)域。此外，它們還能選擇性地捕獲、運輸并釋放細(xì)菌，這使得它們能夠在受控的實驗室條件下，通過收集細(xì)菌并將其沉積到指定位置，有效“清潔”微觀環(huán)境。即使在搬運較大細(xì)菌群時，機器人仍保持良好的可控性，僅速度略有下降。
（責(zé)任編輯：蔡文斌）
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