老司机级的可控漂移！苏黎世联邦理工「微型车辆装载药物」由多材料互锁构建
导读
金属和聚合物在物理化学性质上是不同的材料，但在功能上是互补的；来自苏黎世联邦理工学院的研究人员现在开发出一种通过3D光刻和电沉淀技术互锁多种材料来制造微米级机器人设备的策略。具有高磁响应性的结构，可控的群聚性，更高药物载量，这样的微型机器人有一天将彻底改变医学领域。
苏黎世联邦理工学院的研究人员开发出一种以复杂方式互锁多种材料来制造微米级机器的技术。通过磁控制可以操纵血管内的微型机器人将药物输送到体内的特定部位并实现受控降解，这样的微型机器人有一天将彻底改变医学领域。
一般的微型机器人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。而相比之下，聚合物的优势在于它们可用于构造柔软、有弹性的组件并在体内溶解，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。
该研究就成功地融合了金属和聚合物，两种材料就像套环一样紧密地互锁。研究人员通过这种方式将两者的优势结合在一起展示了一种多材料通过3D光刻和电沉淀互锁来生产微机器人设备的制造策略，并将研究成果发表在了
NatureCommunications(https://doi.org/10.1038/s41467-020-19725-6)。
该研究策略使用了Nanoscribe公司商用的Photonic Professional GT3D光刻系统，该系统采用双光子吸收（TPA）技术，对浸在折射率匹配液的正光刻胶层进行曝光生成多种类型的独立3D型腔 。
这些型腔可以模铸多种材料，如图a所示，螺旋状的型腔贯通到了导电基板，这部分可以填充可电镀的材料作为驱动部件即一个电磁铁，半环的型腔由于没有接触导电基板实现了电隔离，可以模铸其它材料例如聚合物。
如果在设计3D型腔时，多种型腔是互锁的，最后模铸出的机器人也会是多材料互锁，这样一部分材料负责驱动其它材料负责驮载药物。
为了证明通过互锁材料制造微型机器的原理，ETH科学家创造了各种微型车辆，这些微型车辆带有聚合物底盘和通过旋转磁场提供动力的金属材料，不同的材料组合带来了新的特性。
对于全金属的微型机器人，其重量导致与固体基质相互作用，不可避免的产生运动漂移。研究人员将疏水聚合物（如Ecoflex）和金属组合，会迫使机器人向气液面移动实现漂浮。
使用亲水材料时（例如PDMS），浮力基本没有变化，将下沉至基质表面，在金属部件被激发后，将沿着短轴“漂移”，展现老司机风采。
目前ETH的研究人员们现在正计划完善其两组分的微机械结构，并尝试使用其它材料。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或进行其它外科手术。另一个研究目标是制造能够利用磁场定位到体内特定位置并自我展开的血管支架。
铁环和塑料小编有了，请问机器和光刻胶在哪儿领？
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