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多刺激響應(yīng)超疏水微型機(jī)器人驅(qū)動(dòng)與控制

      超疏水微型機(jī)器人可以在外界刺激下在水面上高效游動(dòng)，圍繞這一現(xiàn)象科學(xué)家們展開了諸多研究，探索它的這一特性在諸多領(lǐng)域的應(yīng)用前景，例如細(xì)胞操作，凈化水源等。然而，目前大部分對于超疏水微型機(jī)器人的研究都是圍繞單一刺激的驅(qū)動(dòng)模式，使得超疏水微型機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)和功能在復(fù)雜的水環(huán)境中受到了限制。

      針對這一問題，中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所微納米課題組科研團(tuán)隊(duì)開展了創(chuàng)新性研究，利用模板輔助法研發(fā)了多刺激響應(yīng)超疏水微型機(jī)器人，其中超疏水的作用減少了水對微型機(jī)器人的阻礙。該微型機(jī)器人內(nèi)部具有感知紅外光和磁場的單元，可以儲(chǔ)存化學(xué)試劑，使得它可以在光場、磁場等（即多場驅(qū)動(dòng)）的控制下在水面快速游動(dòng)。基于微型機(jī)器人的多刺激響應(yīng)特性，在多場聯(lián)合控制下，微型機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了協(xié)同配合操作。相關(guān)研究以Multistimuli-Responsive Hydroplaning Superhydrophobic Microrobots with Programmable Motion and Multifunctional Applications為題發(fā)表于工程技術(shù)一區(qū)Top期刊ACS Nano（IF：18.027）。

      在該研究中，科研人員對微型機(jī)器人的穩(wěn)定性和環(huán)境適應(yīng)性進(jìn)行了評估，結(jié)果表明，機(jī)器人在水面上可以實(shí)現(xiàn)預(yù)編程的軌跡運(yùn)動(dòng)，尤其是在化學(xué)試劑的作用和磁場的驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)了不同軌跡的運(yùn)動(dòng)。科研人員進(jìn)一步探索了在多場驅(qū)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)多個(gè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制的可能性。結(jié)果表明，在光場和磁場作用下，多個(gè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了協(xié)同配合操作，可以夾取大于自身尺寸較多的結(jié)構(gòu)塊。隨著制備工藝的提升，微型機(jī)器人的尺寸有望進(jìn)一步縮小，在細(xì)胞操作，生物組織構(gòu)建等領(lǐng)域具有應(yīng)用前景。

多刺激響應(yīng)超疏水微型機(jī)器人相互配合夾取結(jié)構(gòu)