近期，中國科學技術大學工程科學學院微納米工程實驗室吳東和胡衍雷研究團隊，利用調制結構光場高效加工出空心管形和錐形螺旋結構微納機器人，這種結構的微納機器人泳動性能和裝載貨物的能力更強。相關成果分別發(fā)表在《先進材料》《先進功能材料》上。
研究人員設計出了具有特殊相位信息的光場全息圖，并將其加載于空間光調制器面板上，調制出可用于高效加工空心管狀和錐形螺旋結構的三維渦旋光場。相比于傳統(tǒng)的激光直寫加工，光場加工速度最快提高了600倍。利用該方法也可以靈活可控地加工出不同參數的管狀與螺旋結構，大大提高了復雜三維結構的加工能力。
研究團隊在錐形空心螺旋結構的微納機器人表面加入磁性響應材料，采用自行搭建的三維亥姆霍茲線圈控制系統(tǒng)，調節(jié)輸入電流的相位信息在三維空間內形成旋轉磁場，磁場方向的改變使磁性結構受到磁力矩作用，進而完成有效驅動。相比于傳統(tǒng)的直螺旋結構，錐形螺旋具有更快的前進速度，并有效抑制了橫向漂移運動。此外，利用磁場梯度和方向的變化可以有效完成微結構的精確導向。
研究人員利用錐形空心螺旋結構在體外完成了神經干細胞的移植，利用管狀微結構裝載運輸抗癌藥物對癌細胞進行有效治療，并通過熒光驗證了治療效果。
相關論文信息：
https://doi.org/10.1002/adma.201808226
https://doi.org/10.1002/adfm.201905745
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