蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種方法，通過(guò)該方法，他們可以制造小至微米的機(jī)器，其中多種材料以復(fù)雜的方式交織在一起。這樣的微型機(jī)器人有一天將徹底改變醫(yī)學(xué)。
具有鐵輪（金）和聚合物底盤（紅色）的微型車輛的計(jì)算機(jī)圖形。車輛長(zhǎng)0.25毫米。
（圖：Alcntara等人，Nature Communications 2020）
（圖：Alcntara等人，Nature Communications 2020）
機(jī)器人是如此之小，以至于它們通過(guò)我們的血管移動(dòng)并將藥物輸送到體內(nèi)的特定位置-這是科學(xué)家多年來(lái)一直追求的研究目標(biāo)。蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員現(xiàn)在已經(jīng)成功地首次制造出了這種由金屬和塑料制成的"微型機(jī)器"，并且這兩種材料像鏈中的鏈節(jié)一樣被鏈接在一起。由于他們開發(fā)了一種新的制造技術(shù)，因此這是可能的。
"金屬和聚合物具有不同的特性，并且兩種材料在構(gòu)造微型機(jī)器方面都具有優(yōu)勢(shì)。為了能夠同時(shí)使用所有這些屬性，我們希望將兩種材料結(jié)合起來(lái)。通常，微型計(jì)算機(jī)由來(lái)自體外的磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)。為此，必須在微型機(jī)器中內(nèi)置磁性金屬零件。另一方面，聚合物具有可用于構(gòu)造柔軟的運(yùn)動(dòng)部件或溶解在體內(nèi)的部件的優(yōu)點(diǎn)。
高科技制造方法
新的制造方法基于ETH教授SalvadorPané的專業(yè)知識(shí)。多年來(lái)，他一直致力于高精度3D打印技術(shù)的研究，該技術(shù)可用于在微米級(jí)上生產(chǎn)復(fù)雜的物體：3D光刻。ETH科學(xué)家使用該技術(shù)為其微機(jī)生產(chǎn)了一種模具。后者具有用作負(fù)極的細(xì)通道，并填充有適當(dāng)?shù)牟牧稀?/div>
兩組分微型機(jī)器的其他示例的顯微鏡圖像。
圖片：Alcntara等人，《自然通訊2020》）
通過(guò)電化學(xué)沉積，工程師可以用金屬填充一些通道，而其他則用聚合物填充它們。最后，模具用溶劑溶解。Fabian Landers說(shuō)："我們能夠開發(fā)這種方法，因?yàn)殡姎夤こ處煟瑱C(jī)械工程師，化學(xué)家和材料科學(xué)家在我們的跨學(xué)科小組中緊密合作。" 他是Pané小組的博士學(xué)位學(xué)生，還是《自然通訊》雜志上發(fā)表的論文的主要作者。
帶有磁輪的車輛
為了證明交織微機(jī)的可行性，ETH工程師生產(chǎn)了各種帶有塑料底盤和磁性金屬輪的微型車輛，這些金屬輪可以由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)。這些包括可以在玻璃表面上移動(dòng)的那些，以及其他（取決于所用的聚合物）可以在液體或液體表面上游動(dòng)的那些。
兩組分微型機(jī)器的其他示例的顯微鏡圖像。
圖片：Alcntara等人，《自然通訊2020》）
科學(xué)家現(xiàn)在將進(jìn)一步開發(fā)其兩組分微機(jī)械，并用其他材料進(jìn)行試驗(yàn)。他們還將嘗試制作更復(fù)雜的形狀和機(jī)器，包括那些可以折疊和展開的形狀和機(jī)器。除釋放活性物質(zhì)的渡輪外，未來(lái)的應(yīng)用可能性還包括微型機(jī)器，利用該微型機(jī)器可以治療動(dòng)脈瘤（血管膨出）或可以進(jìn)行其他操作。另一個(gè)研究目標(biāo)是可擴(kuò)張的支架（管狀血管支架），可通過(guò)磁場(chǎng)將其帶到體內(nèi)所需的位置。
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