开云(中国)Kaiyun|中科大研制磁控微纳机器人：新的加工方式比激光直写加工快600倍

本文摘要：日前，中国科学技术大学工程科学学院微纳米工程实验室团队，利用调制结构光场高效加工出泳动性能与装载货物能力更加强劲的空心管形和锥形螺旋结构微纳机器人，并利用该结构的微纳机器人展开神经干细胞的体外重制、靶向药物运输化疗肿瘤细胞。

日前，中国科学技术大学工程科学学院微纳米工程实验室团队，利用调制结构光场高效加工出泳动性能与装载货物能力更加强劲的空心管形和锥形螺旋结构微纳机器人，并利用该结构的微纳机器人展开神经干细胞的体外重制、靶向药物运输化疗肿瘤细胞。涉及成果日前公开发表在《先进设备材料》等期刊上。研究人员设计了具备类似振幅信息的光场全息图，并将其读取于空间光调制器面板上，调制出可用作高效加工空心管状和锥形螺旋结构的三维涡旋光场。

与传统的激光平写出加工比起，三维涡旋光场加工速度最慢可提升600倍，还能灵活性高效率地加工出有有所不同参数的管状与螺旋结构，大大提高了简单三维结构的加工能力。研究团队通过在锥形空心螺旋结构的微纳机器人表面重新加入磁性号召材料，使用自行搭起的三维亥姆霍兹线圈控制系统，调节输出电流的振幅信息在三维空间内构成旋转磁场，磁场方向的转变使磁性结构受到磁力矩起到，进而已完成有效地驱动。与传统的直螺旋结构比起，锥形螺旋具备更慢的行进速度，并有效地诱导了纵向飘移运动。此外，利用磁场梯度和方向的变化可以有效地已完成微结构的准确导向。

研究人员利用锥形空心螺旋结构内部与外部分别装载纳米及微米级货物，并在体外已完成了神经干细胞的重制；利用管装微结构装载运输抗癌药物对癌细胞展开有效地化疗，并通过荧光检验化疗效果。该成果明确提出了非常简单平稳的空心管状、锥形螺旋微电机加工操控技术，在细胞重制、体内药物运输、无自创手术等领域具备最重要应用于前景，为涉及生物医疗领域获取了新的技术手段。

工程科学学院博士生辛晨、杨亮为论文的第一作者，吴东教授和胡衍雷副教授为论文的联合通讯作者。这项工作获得了国家自然科学基金根本性仪器、中国科学院和科技部重点研发计划的反对。

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