金属和塑料的微型机器人可能会改变医学领域
苏黎世联邦理工学院的研究人员已经开发出一种通过以复杂的方式互锁多种材料来制造微米级机器的技术。这样的微型机器人有一天将彻底改变医学领域。
机器人是如此之小，以至于它们可以操纵我们的血管并将药物输送到体内的某些部位-研究人员多年来一直追求这一目标。现在，苏黎世联邦理工学院的科学家首次成功地用金属和塑料制造了这种“微型机器”，其中，这两种材料就像链中的链节一样紧密地互锁。由于他们设计了一种新的制造技术，因此这是可能的。
“金属和聚合物具有不同的特性，两种材料在制造微型机器方面都具有某些优势。我们的目标是通过将两者结合而同时受益于所有这些特性。”卡洛斯·阿尔坎塔拉(CarlosAlcântara)曾是萨尔瓦多·潘内(SalvadorPané)研究组的博士后解释说。机器人和智能系统，以及该论文的两位主要作者之一。通常，微型计算机是使用磁场从体外向机器供电的，这意味着它们必须安装有磁性金属零件。相比之下，聚合物的优势在于，它们可用于构造柔软，有弹性的组件以及可溶解在体内的部分。如果药物嵌入这种可溶性聚合物中，则可以有选择地将活性物质供应到体内的某些部位。
ETH教授SalvadorPané的专业知识为新的制造方法奠定了基础。多年来，他一直致力于使用高精度3-D打印技术来产生微米级的复杂物体，这种技术称为3-D光刻。ETH科学家运用这种方法为他们的微型机器生产一种模具或模板。这些模板具有用作“负片”的狭窄凹槽，可以填充所选的材料。
通过电化学沉积，科学家最终用金属填充了一些凹槽，并用聚合物填充了一些凹槽，然后最终用溶剂将模板溶解掉。Pané小组的博士生Fabian Landers说：“我们的跨学科小组由电气工程师，机械工程师，化学家和材料科学家组成，他们相互密切合作。这是开发此方法的关键。” 他是该论文的另一主要作者，该论文已发表在《自然通讯》杂志上。
作为通过互锁材料制造微型机器的原理证明，ETH科学家创造了各种微型车辆，这些微型车辆带有塑料底盘和通过旋转磁场提供动力的磁性金属轮。某些车辆可以在玻璃表面上推进，而其他车辆(取决于所用的聚合物)可以漂浮在液体或液体表面上。
科学家们现在正计划完善其两组分微机械，并尝试使用其他材料。此外，他们将尝试创建更复杂的形状和机器，包括可以折叠和展开的形状和机器。除了充当分发活性物质的“渡轮”之外，微机械的未来应用还包括治疗动脉瘤(血管凸起)或进行其他外科手术。另一个研究目标是制造能够自我展开并且可以利用磁场定位在体内特定位置的支架(管状血管支架)。
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