中科院突破3D微纳机器人技术：40微米机械手实现细胞级精准操控

中国科学院理化技术研究所近期在3D微纳机器人领域取得突破性进展，其研发的手型微纳机器人尺寸仅40微米（约为头发丝直径的一半），通过多材料集成与模块化设计，实现了微观尺度下颗粒/细胞的精准操控，为未来无创医疗提供了全新解决方案。

该机器人的核心技术突破体现在三方面：首先，采用飞秒激光直写技术实现多材料分模块加工，顶部pH响应模块可感知环境酸碱度变化并自动开合，底部磁驱动模块则通过外部磁场实现远程导航控制。实验显示，在pH值变化触发下，机器人能像机械手般完成抓取动作，随后在磁场引导下穿越复杂微环境，最终在目标区域释放载荷，全过程定位精度达微米级。

其创新性在于突破了传统微纳机器人单功能响应的局限。通过将环境感知（pH响应）与运动控制（磁驱动）两大功能集成于单一微纳结构，实现了”感知-决策-执行”的闭环操作。例如在模拟实验中，当遭遇酸性环境时，机器人能自主闭合”手掌”抓取靶点细胞，经磁场导航转运至碱性区域后自动释放，全程无需人工干预。

目前该技术已展示出三类潜在医疗应用场景：一是作为药物载体实现病灶区精准投送，二是用于微创手术中的细胞级操作，三是作为诊断工具进行体内生物标志物采集。研究人员特别指出，其pH响应特性与人体不同组织器官的酸碱环境高度契合，为未来实现”吞服式纳米医生”提供了技术路径。

尽管仍需进行生物相容性测试和规模化制备工艺优化，但这项技术已为微观医疗机器人从实验室走向临床迈出关键一步。随着后续研究的推进，未来或可实现”无创抓取癌细胞”、”定向递送基因药物”等以往仅存于科幻中的医疗场景。