新闻概要

东南大学智能材料研究院的科研团队在微型胶体机器人领域取得了重大突破，这一成果被命名为《用于载货运输与压缩的胶体管形微机器人》。该研究团队，由李全教授领导，其中包括他的博士生王小雨以及青年教师杨涛，将研究成果发表在美国科学院院刊（PNAS）上。

微纳机器人概念

微纳机器人是一种能够在微纳级别上实现精准运动和感知的复杂系统，旨在模拟自然界中的生物群体，如蜜蜂和鱼类，以实现药物输送和疾病治疗。受自然界启发，这类机器人集群因其协同效应而日益受到关注。外场响应性胶体作为创新的微型机器人载体，其动态组装技术为机器人集群提供了有效的构建方式。然而，现有的胶体机器人组装模式多集中在紧密的胶粒团聚上，这极大地限制了它们的功能性。构建复杂且功能化的胶体组装结构及其相应的构效关系成为了一个亟待解决的关键问题。

技术创新

李全教授的团队提出了一种介稳态的胶体结构组装方法，通过精心设计的组装路径，首次成功地将超顺磁性胶体微球组装成复杂的三维空心管状结构。这项技术具有广泛的适用性，能够在血液等非牛顿流体中实现从200纳米到30微米级别的超顺磁性胶粒多次组装。组装的微管机器人具备精确控制三维方向、速度的能力，其内部中空的空间使其能够执行抓取、运输和释放任务。更为创新的是，两个微管机器人能够沿轴向合并，形成新的机器人。相比于传统的组装结构，这种介稳结构能够维持径向反复压缩，因此可作为微镊子对内部的柔性质子进行挤压，实现目标物体的现场检测。

研究资助

这一研究项目得到了江苏省“双创团队”计划、江苏省自然科学基金等项目的经费支持。

结论

东南大学智能材料研究院的这一研究成果不仅推动了微型胶体机器人的组装和操控技术的发展，也为未来在生物医学领域的应用开辟了新的可能性。