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【资讯】中国科学家发明磁性喷雾剂简单喷一喷即可快速“制造”机器人已在生物医学领域初步应用

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-12-10 01:08:51    浏览次数:9
导读

  由于磁性涂层具有生物相容性,可以在需要时分解成粉末,因此该技术具有生物医学应用的潜力,包括导管导航和药物输送。  一直以来,科学家在寻找能够适应不同环境且能用于生物医学的微型机器人。申教授团队采用了一种简单的方法,给物体覆盖磁性外衣,然后用磁场驱动。根据申博士的介绍,“磁性外套” 可以将任何物体

  由于磁性涂层具有生物相容性,可以在需要时分解成粉末,因此该技术具有生物医学应用的潜力,包括导管导航和药物输送。

  一直以来,科学家在寻找能够适应不同环境且能用于生物医学的微型机器人。申教授团队采用了一种简单的方法,给物体覆盖磁性外衣,然后用磁场驱动。根据申博士的介绍,“磁性外套” 可以将任何物体变成机器人并且控制它们运动。

  这种神奇的磁性外套又叫M-spray,是由聚乙烯醇(PVA)、麸质蛋白(Gluten)和铁微粒(Iron Particles)组成,可以在瞬间稳固地粘附在一维、二维或三维物体的表面上,无论这个表面是粗糙还是光滑。M-Spray能够在物体表面形成厚度为0.1-0.25毫米的薄膜,足以保留物体的原始尺寸、形式和结构。图|研究团队向物体表面喷涂M-Spray

  当受到磁场驱动时,这些机器人可以在玻璃、皮肤、乃至木头到沙子表面进行多种形式的运动,例如爬行、翻转、步行和滚动。该团队还通过棉线、折纸或者塑料管将物体转化成更复杂的爬行动物机器人、多足机器人或者滚动机器人。一般来说,微型机器人在结构固定之后,其运动模式基本确定,很难发生改变。但申博士团队的微型机器人突破了这一点。通过将M-Spray粘在物体表面,再通过对其施加强磁场,就可以改变M-spray涂层的磁性颗粒的分布方向和排列方向,以实现对微型机器人运动方式的灵活控制。

  实验表明,广州市共赢化工有限公司,喷涂了磁性外套的微型机器人,能够在不同运动模式之间灵活切换。比如宽敞环境下可以以3D毛毛虫的形式运动,而到了狭窄区域,则能以平面(2D)方式 运动。已在兔子体内测试

  为了进一步验证毫米机器人在药物递送上的应用可能性,申博士团队在兔子体内进行了相关测试。对兔子麻醉后,通过放射成像追踪兔子体内涂有磁性外套的胶囊,当胶囊达到目标区域后,研究人员施加震荡磁场使其分解。申博士介绍说:“M-Spray的可控分解特性,能够让药物在目标位置释放,而不是在器官中扩散。”在强酸环境(PH=1)下,M-Spray 涂层8分钟后分解。但如果在其表面附加PVA 层,能延长到15分钟,再用镍颗粒代替铁颗粒,则可坚持30分钟以上。这表明其在生物体内进行长距离药物输送是可能的。

  “ 我们的实验结果表明,可以用 M-spray 构建不同的毫米级机器人,以适应各种环境、表面条件和障碍物。 我们希望这种方法能够促进毫米级机器人在不同领域的开发和应用,比如主动运输、可移动传感器和设备,特别是在有限空间内的任务。” 研究人员说。

  原标题:《【资讯】中国科学家发明磁性喷雾剂,简单喷一喷即可快速“制造”机器人,已在生物医学领域初步应用》

 
(文/小编)
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