當你聽到“機器人”這個詞時，你可能會想到在工廠工作的復(fù)雜機械。但“微型機器人”可能會改變你的刻板印象。機器人也可以是一個手指般的大小，用來運送藥物或進行微創(chuàng)手術(shù)?，F(xiàn)在，ACS應(yīng)用聚合物材料的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種柔軟、可生物降解的磁性微型機器人，它的靈感來自昆蟲的行走和抓取能力。
一些軟微機器人已經(jīng)被用于各種生物醫(yī)學應(yīng)用，這是由于它們體積小，并且能夠從外部（通常是磁場）供電。例如，它們獨特的結(jié)構(gòu)使它們能夠在胃腸道隆起的組織中移動或滾動。有一天，它們甚至可以被包裹在藥物溶液中，將藥物準確地輸送到身體需要的地方。
然而，大多數(shù)微型機器人是由不可降解材料制成的，如硅樹脂，這意味著如果用于臨床應(yīng)用，它們必須通過手術(shù)移除。此外，這些材料不太靈活，不允許對機器人的性能進行微調(diào)，限制了它們的適應(yīng)性。因此，尚萬峰、沈亞靜和同事們想用柔軟的可生物降解材料制造一個微型機器人，它可以抓取、滾動和攀爬，在完成工作后很容易降解。
為了證明這一概念，研究人員使用明膠溶液與氧化鐵微粒混合，制造了一個微型機器人。將材料置于永久磁鐵上方，溶液中的微粒將凝膠向外推，沿著磁場線形成昆蟲狀的“腿”。然后，將水凝膠置于冷水中，使其形成固體。最后一步是將材料浸泡在硫酸銨中，使水凝膠發(fā)生交聯(lián)，使其更加牢固。通過改變各種因素，如硫酸銨溶液的組成、凝膠的厚度或磁場強度，研究人員可以調(diào)整其性質(zhì)。例如，將水凝膠放置在離磁體較遠的地方，會導(dǎo)致腿部更長。
由于氧化鐵微粒在凝膠中形成磁鏈，在水凝膠附近移動磁鐵會導(dǎo)致腿彎曲并產(chǎn)生爪狀抓取運動。在實驗中，這種材料抓住3D打印的圓柱體和橡皮筋，并將它們帶到新的位置。此外，研究人員通過在染料溶液中涂覆藥物，然后在胃模型中滾動，測試了微機器人遞送藥物的能力。到達目的地后，機器人展開并釋放染料，策略性地使用磁鐵。由于它是用水溶性明膠制成的，所以微型機器人在兩天內(nèi)很容易在水中降解，只留下微小的磁性顆粒。研究人員說，新的微型機器人可以為藥物輸送和其他生物醫(yī)學應(yīng)用開辟新的可能性。
