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飞秒激光直写技术
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“手到擒来”的微观“快递员”
人民日报海外版· 2025-11-13 02:25
技术突破核心 - 公司研发的3D微纳机器人尺寸仅为40微米左右,比头发丝直径更小,能完成抓取、运输和释放颗粒或细胞的精密任务[1] - 该技术采用多材料多模块加工思路,由pH响应模块和磁驱动模块组成,克服了传统单一材料体系微纳机器人功能难以扩展的局限[2][5] - 机器人最高移动速度达到每秒65.56微米,并能实现平面移动、翻转和滚动,在超过15次酸碱环境循环刺激后仍能稳定响应[6] 技术实现原理 - 制造工艺依靠飞秒激光直写技术,利用极短的飞秒激光脉冲突破光学衍射极限,实现纳米级高精度加工,比头发丝细千倍[2][5] - 顶部pH响应模块像感应夹子,遇特定酸碱环境自动开合,底部磁驱动模块像微型马达,能用外部磁场远程控制移动、旋转和翻转[5] - 机器人通过环境pH值变化触发手掌开合,在磁场引导下灵活避开障碍物,精准定位并操作目标[6] 应用前景与性能 - 在实验中成功抓取运输并释放了直径约10微米的聚苯乙烯微球和人体肾癌细胞,展示了在单细胞水平进行微操作的潜力[6][7] - 未来可作为微操作平台用于细胞分选、细胞注入、细胞力学研究,在靶向药物和微创手术如清除血栓方面有较好应用前景[7] - 应用领域可拓展至环境修复和微纳制造,例如抓取富集移除水环境中的微塑料、重金属颗粒,或作为可编程工具搬运组装微纳元器件[7]
“手到擒来”的微观“快递员”(科技瞭望)
人民日报海外版· 2025-11-12 23:10
技术突破 - 公司研发的3D微纳机器人尺寸仅为40微米,比头发丝直径更小,能完成抓取、运输和释放颗粒或细胞的精密任务 [1] - 该技术采用多材料多模块加工思路,机器人由pH响应模块和磁驱动模块两种智能材料组成,突破了传统单一材料体系的功能限制 [2][5] - 制造工艺依赖飞秒激光直写技术,该技术使用极短的飞秒激光脉冲,突破光学衍射极限,实现纳米高精度,加工精度比头发丝细千倍 [2][5] 性能表现 - 在磁场驱动下,机器人最高移动速度达到每秒65.56微米,并能实现上下、左右平面移动、翻转和滚动,可灵活避开障碍物 [6] - 实验成功抓取并运输直径约10微米的聚苯乙烯微球,并对人体肾癌细胞进行精准操作 [6] - 机器人可靠性超出预期,在超过15次酸-碱环境循环刺激后,“手掌”部分仍能稳定响应,未出现结构疲劳或功能衰退 [6] 应用前景 - 在精准医疗领域,该技术可作为单细胞水平的微操作平台,为细胞分选、细胞注入、细胞力学研究提供可能,并在靶向药物和微创手术方面有较好应用前景 [7] - 该技术可拓展至环境修复领域,用于抓取、富集并移除水环境中的特定污染物,如微塑料和重金属颗粒 [7] - 在微纳制造领域,该技术可作为微观尺度上可编程的组装工具,用于搬运和组装微纳元器件 [7]