先锋视界2025年09月24日 23:27消息，我国科学家研发3D微纳机器人，实现对单个细胞的精准捕获与操控，推动生命科学与医学研究新突破。
9月24日，中国科学院理化技术研究所传来一项令人瞩目的科研突破：该所仿生智能界面科学中心有机纳米光子学实验室郑美玲研究员团队在3D微纳机器人领域取得重要进展。这项研究不仅展示了我国在高端微纳制造领域的技术实力，更标志着智能微型机器人向实际生物医疗应用迈出了关键一步。
研究团队创新性地采用飞秒激光直写技术，成功制备出一种多材料、多模块集成的3D仿手型微纳机器人。这种机器人具备类似人手的抓取结构，能够实现对单个颗粒乃至活体细胞的精准抓取、运输与释放。这一成果突破了传统微纳机器人功能单一、响应模式有限的技术瓶颈，为未来微观尺度下的智能化操作提供了全新可能。
相关研究成果已于9月12日正式发表于国际权威期刊《International Journal of Extreme Manufacturing》（《极端制造》），引发了学术界的广泛关注。论文显示，该微纳机器人巧妙集成了pH响应抓取模块与磁驱动运输模块，两个功能单元可独立响应不同外界刺激，从而实现抓取、移动、翻转等复杂空间动作的协同控制。
从技术角度看，这项研究的最大亮点在于“多材料分步直写”工艺的应用。研究人员通过精确调控飞秒激光的加工路径，在同一微结构中实现了不同区域的功能差异化设计。例如，机器人“手指”部分具有pH敏感特性，可在特定酸碱环境中自动开合，完成对目标物体的捕获；而底部的磁响应模块则可在外部磁场引导下实现三维空间内的定向运动。
尤为值得称道的是，研究团队实现了双模块的协同操控——在pH变化和磁场控制的双重作用下，该机器人成功完成了单颗粒与单细胞的精准抓取及3D导航操作。这不仅是技术上的跨越，更是向真实生物环境应用迈出的关键一步。试想，在人体复杂的生理环境中，这样的机器人有望穿越血管、抵达病灶，执行靶向给药或细胞修复任务，其前景令人振奋。
在我看来，这项研究的意义远不止于实验室里的技术演示。它代表了一种全新的微纳系统设计理念：从单一功能向多功能集成转变，从被动结构向智能响应演进。尤其是在生物医疗领域，这类具备环境感知与自主行为能力的微型机器人，或将彻底改变我们对微创治疗、精准医疗的认知边界。
当前，全球范围内对微纳机器人的研发竞争日趋激烈。此次由中国科学家主导完成的研究，不仅填补了国内在该方向的技术空白，更在国际舞台上展现了中国原始创新能力的提升。随着材料科学、人工智能与微纳制造的深度融合，未来我们或许将迎来一个“机器人医生”游走于人体内部、实时诊断并治疗疾病的全新时代。
该研究通过创新性的多材料集成与模块化设计，成功构建出兼具环境感知与精准导航能力的3D微纳机器人，为复杂生物环境下的微操作提供了切实可行的新策略。其所展现出的应用潜力，无疑将推动微操控、生物传感、靶向治疗等多个前沿领域的发展进程。
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2631-7990/ae0666
