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明升88娱乐:微纳米机器人已成为科研人员探索微观世界新现象和新机理的助手

时间:2021/6/2 8:10:28   作者:   来源:   阅读:0   评论:0
内容摘要:由于其体积小,微纳机器人在发展过程中面临三大挑战:能量、驱动和控制。与宏观机器人不同的是,微纳米机器人不能由外部电线或电池供电,也不能装入马达来产生运动。此外,在微环境中,如何根据指令观察和远程控制微纳机器人的运动和操作也是一个需要克服的难题。为了解决这些问题,科学家们已经开展了...
由于其体积小,微纳机器人在发展过程中面临三大挑战:能量、驱动和控制。与宏观机器人不同的是,微纳米机器人不能由外部电线或电池供电,也不能装入马达来产生运动。此外,在微环境中,如何根据指令观察和远程控制微纳机器人的运动和操作也是一个需要克服的难题。为了解决这些问题,科学家们已经开展了微纳机器人的研究,主要包括磁驱动、光驱、热驱动、化学驱动微纳机器人和微生物机器人。

微纳机器人主要由微纳材料构成,其结构有球形、饼形、螺旋形、笼形、菌状等。微生物机器人以微生物、藻类细胞或白细胞作为微机器人,结合自身的运动特性和外界刺激来控制其运动。

由于其超小型的体积,微纳机器人可以在传统设备无法达到的微观环境中移动和操作。例如,微纳机器人可以进入微流控芯片进行微操作和微结构组装,可以进入生物的天然腔体或血管进行检测和药物输送,甚至可以进入单细胞测量细胞核的杨氏模量。微-纳米机器人也可以“在战斗中合作”,科学家可以控制他们的团队改变其结构,通过狭窄的管道到达目标位置释放药物。目前,微纳机器人已成为研究人员探索微世界新现象和新机制的助手,但其结构仍相对简单,功能有限。

在未来,如果微纳机器人能够实现类似于生物细胞中的分子机器的复杂性和功能,它们有望帮助人类编辑DNA分子,在分子水平上治疗疾病,从微观到宏观构建材料结构,甚至开发新的生物能源。微纳机器人的发展一方面需要相关学科的不断突破,另一方面也需要“向自然学习”,从自然和生活的奇妙智慧中获得灵感。

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