美國加州大學圣地亞哥分校的研究人員利用新的3D打印技術，開發(fā)出能夠在液體中游泳并具有多種用途的微型機器人。這種被稱為“微型魚”的機器人，可通過過氧化氫的化學反應以及磁力來驅動控制，能實現(xiàn)排毒、遙感和定向給藥等多種功能。
 

 

　　新的“微型魚”制造技術基于一種快速、高分辨率的3D打印技術——微尺度連續(xù)光打印(μCOP)，該技術在速度、可擴展性、精度和靈活性方面都具有一定優(yōu)勢，可在幾秒鐘內打印數(shù)百個120微米長、30微米厚的“微型魚”。

 

　　微尺度連續(xù)光打印技術的核心是數(shù)字微鏡裝置(DMD)芯片,它包含大約200萬個數(shù)字微鏡。每個微鏡均可分別控制，向感光材料發(fā)射紫外線，感光材料暴露在紫外線光下會固化，可形成想獲得的形狀。這使得研究人員可以很容易地設計出如鯊魚或蝠鲼等不同形狀的“微型魚”。3D技術使用感光材料層層打印,可將功能納米粒子打印到“微型魚”身體的特定位置。這種方法不僅能夠非常容易地制造不同類型的微型機器人，還可測試不同功能的納米粒子。

 

　　以可在含有過氧化氫的溶液中游動的“微型魚”為例，納米工程師能夠方便地將不同功能的納米粒子放進“微型魚”身體的某一部位：在魚尾打印鉑納米粒子,可與過氧化氫發(fā)生化學反應，從而作為燃料推動“微型魚”前進;在魚頭部打印氧化鐵納米粒子，可以通過氧化鐵的磁性控制其轉向。通過改變“微型魚”的形狀，以及調整過氧化氫的使用量，研究人員能夠控制“微型魚”在液體中的游泳速度。

 

　　研究人員表示，通過這種方法,可以整合“微型魚”的不同功能以適用于廣泛的應用。實驗顯示，在將毒素和納米粒子整合到“微型魚”身體中后，可使“微型魚”具有解毒和毒素傳感器雙重功能;而如將藥物封裝到“微型魚”體內，可實現(xiàn)藥物定向傳遞。

 

　　研究人員希望下一步開發(fā)出更精密、操作更安全的微型手術機器人。相關研究成果發(fā)表在近期出版的《先進材料》雜志上。