用于水下气泡操控的磁控花粉微型机器人：吸附、传输及光控释放

《ACS Applied Materials & Interfaces》：Magnetically Controlled Pollen Microrobots for Underwater Bubble Manipulation–Adhesion, Transport, and Photocontrolled Release

微纳米机器人通过仿生向日葵花粉结构实现磁响应气泡精准操控与释放，快速加热达141.9°C并完成复杂环境下的气泡合并与生物相容性验证。

　　

传统方法在设计和制造具有复杂三维结构及微纳尺度响应特性的高性能微纳机器人方面存在显著局限，难以满足实际需求。巧妙利用天然花粉的结构特性有望解决这一问题。向日葵花粉具有多刺的球形结构，有望被用于制备高性能微机器人。研究人员开发了一种以天然向日葵花粉为“骨架”的磁响应气泡控制微纳机器人（MNR）平台。该平台的微/纳复合多层表面结构能够负载磁性纳米颗粒，并具备优异的亲水/疏水性能。其球形外形和平均30微米的粒径使其具有出色的通过性。MNR出色的磁学/光学响应特性及亲水性能使其能够在复杂环境中捕获和释放5–100微升的气泡。基于MNR优异的光热特性，研究人员提出了一种精确的气泡定点释放方案：通过仿真计算，MNR可在7秒内升温至141.9摄氏度，并在100微秒内实现气泡的快速释放。在气液模拟反应中，气泡可在50微秒内快速融合，该机器人还通过了“迷宫测试”，表现出良好的生物相容性。SP、SPC和MNR细胞共培养24小时后的细胞死亡率仅为7.8–11.2%，这表明其具有应用于类器官微芯片的潜力。