3D列印出可游泳的“微型魚”
- 發佈時間：2015-08-29 01:30:30 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報華盛頓8月27日電 （記者何屹）美國加州大學聖地亞哥分校的研究人員利用新的3D列印技術，開發出能夠在液體中游泳並具有多種用途的微型機器人。這種被稱為“微型魚”的機器人，可通過過氧化氫的化學反應以及磁力來驅動控制，能實現排毒、遙感和定向給藥等多種功能。
新的“微型魚”製造技術基於一種快速、高解析度的3D列印技術——微尺度連續光列印（μCOP），該技術在速度、可擴展性、精度和靈活性方面都具有一定優勢，可在幾秒鐘內列印數百個120微米長、30微米厚的“微型魚”。
微尺度連續光列印技術的核心是數字微鏡裝置（DMD）晶片，它包含大約200萬個數字微鏡。每個微鏡均可分別控制，向感光材料發射紫外線，感光材料暴露在紫外線光下會固化，可形成想獲得的形狀。這使得研究人員可以很容易地設計出如鯊魚或蝠鲼等不同形狀的“微型魚”。3D技術使用感光材料層層列印，可將功能奈米粒子列印到“微型魚”身體的特定位置。這種方法不僅能夠非常容易地製造不同類型的微型機器人，還可測試不同功能的奈米粒子。
以可在含有過氧化氫的溶液中游動的“微型魚”為例，奈米工程師能夠方便地將不同功能的奈米粒子放進“微型魚”身體的某一部位：在魚尾列印鉑奈米粒子，可與過氧化氫發生化學反應，從而作為燃料推動“微型魚”前進；在魚頭部列印氧化鐵奈米粒子，可以通過氧化鐵的磁性控制其轉向。通過改變“微型魚”的形狀，以及調整過氧化氫的使用量，研究人員能夠控制“微型魚”在液體中的游泳速度。
研究人員表示，通過這種方法，可以整合“微型魚”的不同功能以適用於廣泛的應用。實驗顯示，在將毒素和奈米粒子整合到“微型魚”身體中後，可使“微型魚”具有解毒和毒素感測器雙重功能；而如將藥物封裝到“微型魚”體內，可實現藥物定向傳遞。
研究人員希望下一步開發出更精密、操作更安全的微型手術機器人。相關研究成果發表在近期出版的《先進材料》雜誌上。
總編輯圈點
3D列印似乎無所不能！上到高大上的航太器發動機，下到接地氣的眼鏡框和自行車，都能用這種新潮的手段實現。這不，連會游泳的微米級機器魚都可以成批量生産了。但別忘了，“似乎無所不能”並不是真正“無所不能”——一切3D列印技術都屬於“加法製造”的大範疇，加什麼材料，怎麼加進去，往哪個部位加，就是更龐雜而深奧的學問了。好在地球上不缺乏想像力豐富的科學家，他們正用“3D列印”這支魔法棒，創造著美麗新世界。
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