沈陽自動化所微型驅動器研究取得新進展

　　得益于微小的尺寸，微型機器人及驅動器在醫療應用領域具有無創安全的優點，應用前景較大。近日，中國科學院沈陽自動化研究所和香港城市大學展開合作，制造，相關研究結果以卷首封面（Frontispiece）發表在Small上。

圖1.4D打印微型軟體驅動器

　　為了實現與宏觀致動器一樣穩定和可重復的性能，理想的微驅動器應該能夠響應多種周圍介質，適應環境切換，并實現多尺度微操作。在這項工作中，研究人員報告了一種微致動器，它在響應三種不同的刺激時表現出受控的動態變形行為：溫度、pH和離子濃度（磷酸鹽緩沖溶液與高糖培養基(DMEM)溶液）。進一步通過合理調整成分來調整材料的溫度響應閾值和特性，以便在更生物可行的條件下實現響應。

　　此外，研究人員通過創建異質雙層膜結構作為形變模型，對該模型進行進一步實驗分析，設計了微爪型驅動器。進一步受靈長類動物手指關節的啟發，設計了關節最大形變率可達114%的微爪。通過數值模擬，預測了驅動器隨環境時空變化時的實驗形變。該微爪還實現了不同粒徑顆粒的無損捕獲與原位釋放，附著在原子力顯微鏡（AFM）探針上后，微爪可在三維空間中運動。最后，采用先進的原位多材料打印方法實現了對單個紅細胞的捕獲。該研究為生物醫學、微納操控、微納光學等領域的智能驅動器提供了一種新策略。

　　該研究得到了國家自然科學基金、科技部重點研發計劃以及中國科學院國際合作重點項目和交叉創新團隊等項目的支持。