Rain科技11月13日报道，中国科学院理化技术研究所最近取得一项重要科研突破，成功研制出一款尺寸仅约40微米的3D微纳机器人。这个微型机械装置比人类头发丝还要细，却能在微观尺度下精确地执行抓取、运输以及释放颗粒或细胞等复杂任务，堪比灵活的“微观机械手”。这一创新成果有望为未来的精准医疗和微观操作领域带来革命性的变革。
目前，市场上的微纳机器人普遍面临技术瓶颈，多受限于单一材料体系，难以在复杂多变的环境中实现多重刺激协同控制和多步骤的精细操作。这限制了它们在实际应用中的潜力。
为了克服这一挑战，研究团队采用了创新的设计思路，开发出了一款仿手型结构的机器人。该机器人呈现双手向上托举的姿态，其“手掌”部分能够灵活开合。与封闭式结构不同，这种开放式设计不仅便于在微观世界中更好地观察目标，在释放颗粒时也显得更加得心应手，大大提高了操作的精准性和效率。
这款3D微纳机器人的精巧结构得以实现，离不开“飞秒激光直写技术”的支撑。这项尖端技术利用持续时间极短的激光脉冲（1飞秒仅为一千万亿分之一秒），通过非线性光学效应，能够在材料内部实现纳米级的精度加工。这使得制造的结构比头发丝还要细千倍，巧妙地突破了传统光学衍射的极限，为微纳结构的精密制造开启了新的篇章。
研究人员通过这项技术，如同艺术家运用画笔，在不同的材料上“绘制”出具备特定功能的部件。这些部件随后被巧妙地组装起来，最终构成了一个功能完备的3D手型机器人。
这只神奇的“微观快递员”是由两种智能材料巧妙结合而成的。其中，位于顶部的pH响应模块扮演着“感应夹手”的角色，它能根据环境的酸碱度变化自动开合。而底部的磁驱动模块则充当着“微型马达”，可以通过外部磁场的控制，实现机器人远程移动、旋转甚至翻转等一系列精细操作。
在实际工作过程中，该机器人通常被置于液体环境中。当环境的pH值发生变化时，其“手掌”便会如同花朵般自如地开合，从而实现对微观目标的智能抓取和释放。实验数据表明，即使在经历了超过15次酸碱环境循环刺激后，机器人依然能够保持稳定的响应能力，未出现结构疲劳或功能衰退的现象，显示出其出色的稳定性和耐用性。
这款3D微纳机器人成功突破了传统微纳机器人仅能进行单一响应和单一功能操作的局限性，实现了从感知信号的捕捉到具体行动的执行，再到目标物体的抓取与释放的全流程自主操控。这标志着微纳机器人技术向更高级、更智能化的方向迈进了一大步。
展望未来，这类高度智能化的机器人有望在多个领域展现巨大的应用潜力。在医疗领域，它们可以作为单细胞操作平台，应用于细胞分选、精准药物递送以及微创手术（例如清除血栓）等精细操作，为攻克疑难杂症提供新的技术手段。此外，在环境修复领域，它们有望用于抓取水中的微塑料；在微纳制造领域，可实现高度精密的加工；在基础科学研究领域，也能为探索微观世界的奥秘提供有力工具。
