美國哥倫比亞大學(xué)的研究團隊受細菌趨化性啟發(fā)，設(shè)計了一種微米級機器人，通過顆粒變形可實現(xiàn)自主導(dǎo)航和驅(qū)動。

 

　　細菌趨化性使其沿化學(xué)物質(zhì)梯度定向運動，受此啟發(fā)研制的人造膠體實現(xiàn)了沿化學(xué)濃度、磁場強度、光強度等梯度的定向運動，有望用于靶向治療、材料修復(fù)等。然而，微米顆粒的布朗運動無法忽略，難以實現(xiàn)微梯度驅(qū)動的定向運動。為此，研究人員提出利用環(huán)境微梯度改變顆粒形狀，通過傳感和驅(qū)動過程的結(jié)合，實現(xiàn)微米顆粒的自主導(dǎo)航。其中，選用可變形聚合物、液晶彈性體等制成的微米顆粒，在外界溫度、溶液濃度、酸堿性等微梯度下發(fā)生變形，同時將微米顆粒運動的角速度和線速度表示為形狀參數(shù)的函數(shù)，微米顆粒組成的機器人就能在外界微梯度作用下，實現(xiàn)螺旋式自主運動。

 

圖：微米級機器人的螺旋式自主運動

 

　　這種微米級機器人能用于感知材料內(nèi)部缺陷并進行自修復(fù)，還可用于人體內(nèi)靶向藥物運輸、按需修復(fù)細胞或組織等。