液态金属的突破可以将日常材料转化为电子“智能设备”

液态金属的突破可以将日常材料转化为电子“智能设备”我国科学家发明了一种新技术，可以在纸张和塑料等日常材料上涂上液态金属，从而制造出"智能设备"。这项技术通过调节压力而非使用粘合材料，成功地使液态金属粘附在表面上，这是一项之前具有挑战性的任务。该技术的应用前景广阔，可用于可穿戴测试平台、柔性设备和软机器人等领域。未来，科学家们计划进一步发展这项技术，使其适用于更多种类的表面，包括金属和陶瓷，并用这种方法构建智能设备。Reference:“Directfabricationofliquid-metalmultifunctionalpaperbasedonforce-responsiveadhesion”byYuanetal.,9June2023,CellReportsPhysicalScience.投稿：@ZaiHuaBot频道：@TestFlightCN

微型混合机器人可识别、捕捉单个细胞

微型混合机器人可识别、捕捉单个细胞使用磁场来推动微型机器人是很有吸引力的，这也被称为微型马达；它不需要燃料，也不需要磁铁和身体组织之间的直接接触，可以准确转向，并能在广泛的温度和溶液导电性中发挥作用。电力驱动的微电机具有一些优势，如选择性的货物装载、运输和释放，以及利用电力使细胞"变形"的能力，但它们有一些缺点。因此，将两者结合起来是最好选择。该研究的通讯作者GiladYossifon说："到目前为止，基于电导机制运行的微型机器人在某些以相对较高的电导率为特征的环境中并不有效，例如生理环境，在那里电驱动的效果较差。这就是互补的磁性机制发挥作用的地方，无论环境的导电性如何，它都非常有效。"一旦混合推进系统被组装起来，研究人员就能够证明这个微型机器人的能力。他们用它来捕捉单个红细胞、癌细胞和单个细菌，证明了微型机器人可以区分健康细胞和被药物破坏的细胞，或者垂死的细胞和正在经历自然凋亡过程的细胞。一旦捕获，细胞可以被移到一个外部仪器上进行进一步分析。但是，混合型微型机器人的优势在于，它也可以通过感知细胞的状态来捕获非标记的细胞。这是第一个进行基于微型机器人感应无标签凋亡细胞的研究。"我们的新发展在两个主要方面大大推进了该技术：通过两种不同的机制--电和磁--进行混合推进和导航，"Yossifon说。"此外，该微型机器人识别和捕获单个细胞的能力有所提高，不需要标记，用于本地测试或检索并运送到外部仪器。"虽然该微型机器人的测试是在人体外进行的，但考虑到其广泛的应用潜力，研究人员希望它能很快能够在体内进行测试。Yossifon说："除其他外，该技术将支持以下领域：单细胞水平的医疗诊断，将药物或基因引入细胞，基因编辑，将药物运送到体内的目的地，清理环境中的污染颗粒，药物开发，以及创建'颗粒上的实验室'。这项研究发表在《高级科学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1352635.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1352635.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

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

SAEKI的"微型工厂"帮助大型企业扩大生产规模

SAEKI的"微型工厂"帮助大型企业扩大生产规模SAEKI今天从隐形状态启动，获得了由WingmanVentures领投，VentoVentures、GettyCapital和天使投资人跟投的230万美元种子资金。该公司目前正在建设其首个生产中心，该中心将配备工业机器人，能够将三维打印、铣削和检测等数字制造方法结合起来。SAEKI表示，每台机器人都是"微型工厂"，这意味着它们是独立的单元，可以完成所有制造步骤。SAEKI由AndreaPerissinotto、OliverHarley和MatthiasLeschok于2021年创立。Perissinotto从小就对制造感兴趣，在叔叔的作坊里学习金属加工，12岁时制造了自己的第一台3D打印机。他在为苏黎世联邦理工学院的创客空间制造一台大型3D打印机时遇到了哈雷，当时他们都在苏黎世联邦理工学院学习，他们开始与莱斯肖克合作，将3D打印与工业机器人结合起来。佩里西诺托决定离开学术界，成为一名企业家时，他们三人正在大流行病期间完成学业。2021年2月，SAEKI公司成立，将机器人技术与3D打印、加工和检测结合起来。佩里西诺托说，在这一过程中，他和他的同事们了解到，用于风力涡轮机叶片、飞机和汽车零件等大型项目的3D打印仍处于发展初期，尚未达到工业质量和规模。他们决定将新公司的重点放在这个问题上，创建拥有独立机器人单元的全自动工厂，供客户预订。SAEKI生产建筑、航空航天和汽车等行业所需的大型部件，无需重新装备机器。这对于在建筑和制造过程中只使用几次的部件来说，具有节省时间和成本的优势。例如，在用混凝土建造建筑物时，建筑商首先需要一个称为"模板"的模具。除非是用于标准件，如平整的墙壁或天花板，否则需要从头开始制作特殊的模板。通常情况下，这些模板是用木头手工制作的，建筑完成后就会报废。SAEKI的解决方案是使用可回收的热塑性塑料，由其机器人进行3D打印和加工，然后运送到建筑工地。它还计划与复合材料行业合作，该行业制造飞机、汽车和自行车等轻质而坚固的部件。这些零件通常是用金属或复合材料制成的复杂模具制造的。佩里西诺托说，这给企业造成了瓶颈，因为模具价格昂贵，而且需要很长时间才能制造出来。SAEKI的目标是降低前置时间成本，并利用其模具工艺使复合材料行业的公司能够加快硬件生产周期。由于SAEKI的机器人可以充当"微型工厂"，这就意味着客户不必再购买新机器，也不必占用更多的厂房空间。Perissinotto说，这就是SAEKI决定采用机器人即服务业务模式的原因，因为客户只需购买他们需要的机器使用时间即可。SAEKI公司目前正在建筑、工程和施工（AEC）领域开展首个试点项目，客户将使用其3D打印模板制作定制的混凝土构件。其目标AEC客户包括建筑公司、预浇筑公司、室内设计师和建筑师。Perissinotto说，SAEKI已经通过试点项目创造了收入。该公司正在瑞士建设第一家工厂，但其机器人已经投入使用，并在过去几个月里一直在生产零部件。在竞争方面，Perissinotto说，多年来，增材制造一直是一个"突出的话题"，尽管在技术上取得了显著进步，但市场接受度并没有完全与进步相匹配，这在很大程度上是由于相关机械的成本。他补充说，尽管增材制造技术在工业市场上获得了一定的发展，但在大规模应用方面仍处于早期阶段。提供大规模增材制造设备的公司包括CEADB.V.、CaracolAM和TherwoodInc，但Perissinotto说SAEKI的客户想要一种不同的方法。他说："我们从人们和公司那里不断听到的是，他们希望为他们的零件提供更快、更可持续的解决方案。仅仅通过一台价值数百万美元的机器来节省成本，这需要大量的空间和额外的资源，包括雇佣精通新工艺和新材料的人员，这对他们来说并不具有吸引力。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1376153.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1376153.htm

用人体细胞制成的微型生物机器人无需修改DNA就能促进神经元生长

用人体细胞制成的微型生物机器人无需修改DNA就能促进神经元生长研究人员利用人体气管细胞制造出了微小的生物机器人，它们可以自行移动并协同工作，促进受损神经元的愈合，而无需修改基因。这种微型机器人有可能改变再生医学和疾病治疗。此前，塔夫茨大学与佛蒙特大学合作，利用青蛙胚胎细胞创造了一种多细胞生物机器人，名为"Xenobot"，能够导航、记录信息和自我修复。当时，研究人员还不确定这些能力是否因为Xenobot是用青蛙细胞制造的，或者是否可以用其他物种的细胞制造生物机器人。在目前的研究中，研究人员希望了解是否可以将细胞从其自然环境中移除，并重新组合成不同的"身体计划"，以执行其他功能。他们发现，使用成人人类细胞可以制造出机器人，无需进行基因改造，而且能力更强。该研究的第一作者和通讯作者吉泽姆-古穆斯卡亚（GizemGumuskaya）说："我们想探究细胞除了在体内创建默认功能外还能做些什么。通过重新编程细胞之间的相互作用，可以创建新的多细胞结构，这就好比石头和砖块可以排列成不同的结构元素，如墙壁、拱门或柱子。"他们首先从人体气管表面提取气管细胞，然后开发出一种新的方案，利用支气管上皮祖细胞现有的能力，形成带有纤毛的多细胞球体，纤毛是一种微小的毛发状结构，可以振动移动。他们修改了这一过程，以产生纤毛包裹的球体；也就是说，纤毛结构位于球体外部而非内部。几天之内，这种被研究人员称为"Anthrobots"的新型细胞在纤毛的驱动下开始移动。这些机器人完全长成后大小从30微米到500微米不等，有的呈球形并完全被纤毛覆盖，有的则呈不规则或足球状，纤毛覆盖不均匀。纤毛的分布决定了机器人的运动方式，它们或在直线或曲线路径上循环或摆动。Anthrobots通常在实验室条件下存活45至60天，然后自然降解。"Anthrobots可以在实验室培养皿中自我组装，"Gumuskaya说。"与Xenobots不同，它们不需要镊子或手术刀来塑造形状，我们可以使用成人细胞，甚至是老年患者的细胞，而不是胚胎细胞。它完全可以扩展--我们可以并行生产成群的这些机器人，这是开发治疗工具的良好开端。"不同大小和形状的Anthrobots群GizemGumuskaya/塔夫茨大学研究人员在实验室培养皿中培养了一层二维人类神经元，然后用一根细金属棒划伤细胞，制造出一个没有细胞的"伤口"。他们将一群Anthrobots机器人放入培养皿中，观察它们在神经元表面移动的情况。这些机器人促进了新细胞的生长，填补了伤口造成的空隙，并形成了与健康细胞一样粗的神经元桥。在没有Anthrobots的伤口处，神经元没有生长。另一位通讯作者迈克尔-莱文（MichaelLevin）说："我们在实验室中构建的细胞组合体可以拥有超越它们在体内的功能。正常患者的气管细胞在不改变其DNA的情况下，可以自行移动并促进神经元在受损区域的生长，这令人着迷，也完全出乎意料。我们现在正在研究这种愈合机制是如何工作的，并探索这些构建体还能做些什么"。使用人体细胞的优势之一是能够利用患者自身的细胞构建机器人，在不引发免疫反应或不需要服用免疫抑制剂的情况下完成治疗工作。这种机器人的进一步发展可能会带来其他应用，比如清除动脉中的斑块积聚、修复受损的脊髓或视网膜神经、识别细菌或癌细胞，或向目标组织输送药物。从理论上讲，Anthrobots可以帮助愈合组织，同时输送促进再生的药物。这项研究发表在《先进科学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1401209.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1401209.htm