以声音为动力的微型机器人可向需要它们的人体部位运送药物

以声音为动力的微型机器人可向需要它们的人体部位运送药物经过设计的纳米颗粒是很好的药物载体，因为它们可以防止药物降解并控制药物释放的速度。然而，许多纳米粒子依靠血液循环或扩散作为其主要运输方式，这限制了它们到达某些器官和组织的能力。来自科罗拉多大学博尔德分校的研究人员说，他们已经在微型机器人设计方面迈出了下一步，创造了一个微小的、自我推进的微型机器人，可以快速有效地输送药物。这项研究的通讯作者CWyattShields说："微型机器人在科学界获得了很多兴奋点，但使它们对我们感兴趣的是，我们可以设计它们来执行身体内的有用任务。"研究人员的灵感来自于自然界的生物"游泳者"，如细菌和精子，是如何利用非线性运动来导航复杂的内部环境的。这种微型机器人由生物相容性聚合物制成，其中心有一个球形空腔，当机器人被浸没在液体中时，空腔中的空气会被捕获。当气泡被声波（如超声波）击中时，它就会振动，推动这个小机器人前进。而且，是的，它的直径只有20微米--比人类头发的宽度还要小几倍--它非常小。为了最大限度地实现非线性运动，该机器人被安装了对称和不对称的翅片，使其以轨道运动的方式旋转，使其看起来像一个非常小的火箭。翅片还可以让微型机器人以每秒约0.1英寸（3毫米）的速度行驶，这相当于每分钟约9000次其自身长度。在扫描电子显微镜下看到的直径为20微米的机器人研究人员在小鼠的膀胱上测试了他们以气泡为基础、以声音为动力的微小装置。他们想观察这些机器人是否能直接向膀胱输送药物，以治疗间质性膀胱炎，一种被称为膀胱疼痛综合症的慢性病。间质性膀胱炎的症状包括膀胱和盆腔疼痛或压力以及频繁的尿意。他们制造了数以千计的微机器人，在其聚合物基质中封装了高浓度的地塞米松，一种常见的类固醇药物。当这些微机器人被引入时，研究人员发现，它们紧紧抓住膀胱壁，并在大约两天内释放了90%以上的地塞米松。C:将微机器人引入小鼠膀胱并使用声波部署它们的示意图。D-H：微机器人的鳍钉在膀胱壁上的扫描电子显微镜图像/科罗拉多大学博尔德分校研究人员计划继续研究他们的微机器人，最终使它们完全可生物降解，随着时间的推移在体内溶解。他们认为未来会有一系列的应用。该研究的主要作者JinLee说："如果我们能使这些颗粒在膀胱中发挥作用，那么我们就能实现更持续的药物释放，也许病人就不必经常到诊所来了。"这项研究发表在《Small》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1361609.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1361609.htm

微型机器人游入海洋 捕捉微塑料和细菌

微型机器人游入海洋捕捉微塑料和细菌访问：Saily-使用eSIM实现手机全球数据漫游安全可靠源自NordVPN观看它们成群结队下水工作的视频：据《ACSNano》杂志报道，研究人员制造出了微小的磁珠，它们能在受污染的水中成群飞舞，捕捉微塑料和细菌等污染物。微塑料的尺寸为5毫米或更小，这给塑料污染问题增添了另一个层面，因为动物可以吃这些微塑料，从而可能受到伤害，或将微粒带入食物链，最终进入人类体内。到目前为止，人们还不完全了解微塑料对人类健康的影响。然而，微塑料本身并不是唯一令人担忧的问题。这些碎片会吸引细菌，包括病原体，这些细菌也会被摄入。为了同时清除水中的微生物和塑料，马丁-普梅拉及其同事转而使用微型机器人系统，该系统由许多小部件组成，模仿自然界的鱼群（如鱼群）协同工作。为了清洁水源，研究人员设计了成群的微小球形机器人，它们可以收集细菌和小块塑料。资料来源：美国化学学会为了制造这种机器人，研究小组将带正电荷的聚合物股与磁性微粒连接起来，磁性微粒只有在暴露于磁场时才会移动。从磁珠表面辐射出来的聚合物链既能吸引塑料，也能吸引微生物。单个成品机器人的直径为2.8微米。当暴露在旋转磁场中时，机器人就会聚集在一起。研究人员发现，通过调整自组织成扁平集群的机器人数量，他们可以改变蜂群的运动和速度。为了清洁水源，研究人员设计了成群的微小球形机器人（浅黄色），它们可以收集细菌（绿色）和小块塑料（灰色）。来源：改编自ACSNano2024，DOI:10.1021/acsnano.4c02115在实验室实验中，研究小组通过在水箱中加入荧光聚苯乙烯珠（1微米宽）和活跃游动的铜绿假单胞菌（可引起肺炎和其他感染），复制了环境中的微塑料和细菌。接下来，研究人员在水箱中加入微型机器人，并将其置于旋转磁场中30分钟，每10秒钟开关一次。机器人的浓度为每毫升7.5毫克，这是测试的四种浓度中最密集的一种，捕获了大约80%的细菌。同时，在相同的浓度下，游离塑料珠的数量也逐渐减少，因为它们被吸引到了微型机器人上。随后，研究人员用永久磁铁收集机器人，并使用超声波将附着在机器人上的细菌分离出来。然后，他们将去除的微生物暴露在紫外线辐射下，完成了消毒。当再次使用时，经过消毒的机器人仍能拾取塑料和微生物，尽管两者的数量都较少。研究人员指出，这种微型机器人系统为清除水中的塑料和细菌提供了一种很有前景的方法。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1430139.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1430139.htm

智能微型机器人用电子“大脑”自主行走

智能微型机器人用电子“大脑”自主行走据发表在21日的《科学·机器人》杂志的论文，美国康奈尔大学的研究人员在100到250微米大小的太阳能机器人上安装了比蚂蚁头还小的电子“大脑”，这样它们就可以在不受外部控制的情况下自主行走。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1319625.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1319625.htm

科学家用植物水凝胶制造可导航、可改变形状的微型机器人

科学家用植物水凝胶制造可导航、可改变形状的微型机器人与刚性微型机器人不同，软性微型机器人对组织更友好，因为它们可以轻松通过或挤入生物系统。然而，挑战在于如何制造出能够感知和适应环境的软微型机器人，而且由于它们是异物，不会引发免疫反应。英国滑铁卢大学（UniversityofWaterloo）的研究人员开发了一种生物相容性植物水凝胶，用于制造可导航的微型机器人，这种机器人能够根据外部化学刺激改变形状。该研究的通讯作者哈迈德-沙沙万（HamedShahsavan）说："在我的研究小组中，我们正在连接新与旧。"我们利用水凝胶、液晶和胶体等传统软物质，推出了新兴的微型机器人。"这种微小的软机器人最长只有0.4英寸（1厘米），由先进的水凝胶复合材料制成，其中包括可持续的、植物提取的纤维素纳米颗粒。除了具有生物相容性和无毒性外，这种材料还能自我修复；它可以切割，然后再粘合在一起，无需胶水或其他粘合剂，就能形成不同的形状，用于不同的应用。当受到化学刺激时，水凝胶会改变形状，研究人员可以随意调整纤维素纳米粒子的方向，从而"编程"机器人的形状变化，这对于软体机器人来说是一项重要的能力。研究人员设计并测试了两个具有pH响应的小型机器人。第一个机器人能够在pH值的触发下抓取、转移和释放球形或不规则的软生物货物。第二个机器人可以利用磁场通过远程导航在迷宫中转移轻型货物，如下面滑铁卢工程公司制作的视频所示。完成迷宫后，盐酸会使机器人展开并放下货物。研究人员说，水凝胶的pH响应特性意味着微型机器人有可能用于原生pH值较高的人体器官，并有能力耐受酸性pH环境，如膀胱。研究人员计划改进他们的设计，然后在实际应用中进行测试，包括开发一种机械性能更强的水凝胶配方，以提高承载能力。他们还计划将机器人微型化到纳米级尺寸，以便用于治疗或诊断。这种植物基水凝胶的开发标志着人们不再使用由天然聚合物组成的水凝胶，其中一种天然聚合物是从动物组织中提取的明胶。在最近的另一项研究中，来自新南威尔士大学悉尼分校（UNSW）的研究人员创造了一种实验室制造的水凝胶，这种水凝胶模仿人体组织，具有抗菌和自我修复功能，但不使用动物产品。该研究的第一作者阿什利-阮（AshleyNguyen）说："天然水凝胶在社会中广泛使用，从食品加工到化妆品，但需要从动物身上采集，这就带来了伦理问题。另外，动物提取的材料用于人体也有问题，因为会产生负面的免疫反应"。新南威尔士大学的研究人员转而使用所谓的"色氨酸拉链"（或称Trpzip）来制造水凝胶，Trpzip是含有多个色氨酸的氨基酸短链，可作为拉链促进自组装。新南威尔士大学的Trpzip水凝胶不含动物产品图/新南威尔士大学悉尼分校"我们认为，Trpzip水凝胶和类似材料将为动物源性产品提供更统一、更具成本效益的替代品，"该研究的通讯作者克里斯托弗-基利安（KristopherKilian）说。"如果我们的材料能减少科学研究中使用的动物数量，那将是一个巨大的成果。"滑铁卢大学的研究和新南威尔士大学的研究均发表在《自然通讯》（NatureCommunications）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1391889.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1391889.htm

研究人员利用革命性的微型机器人治愈了小鼠的肺炎

研究人员利用革命性的微型机器人治愈了小鼠的肺炎据BGR报道，科学家们已经成功利用微型机器人来治疗小鼠的肺炎。这项发展在《自然材料》杂志上发表的研究中得到了详细说明。在这项研究中，研究人员说，“生物启发的微型机器人”可以在体内移动，处理与某些疾病有关的不同微生物。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1322471.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1322471.htm

受穿山甲启发的微型机器人可以治疗内出血

受穿山甲启发的微型机器人可以治疗内出血在研究员MetinSitti的带领下，该团队设计了一款长2厘米（0.8英寸）、宽1厘米（0.4英寸）的微型机器人，具有重叠的鳞片，可以根据需要移动、滚动和加热。它有一个软质聚合物层，上面镶嵌着磁性颗粒，还有一个硬质顶层，其特点是重叠的铝制“鳞片”。当机器人暴露在低频磁场中时，研究人员可以操纵它卷起并四处移动。当卷起时，该设备可以将药物等颗粒输送到体内的目标部位。然后，当暴露在高频磁场中时，它可以加热到70°C(158°F)以上。在这个温度下，可以用来治疗内出血、清除肿瘤组织和治疗血栓。使不受束缚的机器人设备能够移动和加热的结构图Soon，R等人/(CCBY4.0)虽然这并不是科学家们第一次转向大自然来开发微型机器人，但他们已经开发出了这种受毛毛虫启发的设备和一个以七鳃鳗为模型的设备。但这款机器人的特别之处在于，由硬质元件制成但仍可以自由移动的不受束缚的机器人非常罕见，并且为棘手的内部治疗和手术带来了巨大的希望。在实验室测试中，这种类似穿山甲的装置能够在不损坏软组织的情况下移动，然后通过覆盖出血处并加热来阻止血液流动。该研究发表在《自然通讯》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1366635.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1366635.htm