近日，中國科學(xué)院理化研究所的一項(xiàng)突破性成果引發(fā)關(guān)注——科研團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出可在微觀世界精準(zhǔn)操作的3D微納機(jī)器人。這種形似微型夾子的裝置僅40微米大小，卻能像人類手指般完成抓取細(xì)胞、釋放藥物顆粒等精密任務(wù)，為未來無創(chuàng)醫(yī)療技術(shù)開辟了新路徑。

該裝置的"機(jī)械手"結(jié)構(gòu)采用超快激光雕刻技術(shù)制成。科研人員介紹，在百萬億次/秒的激光脈沖作用下，能量可瞬間聚焦于微米級(jí)區(qū)域，在極短時(shí)間內(nèi)完成復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)的加工。這種加工方式不僅保證了機(jī)械手的精度，還使其表面達(dá)到納米級(jí)光滑度，顯著降低對(duì)生物組織的損傷風(fēng)險(xiǎn)。

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是該裝置實(shí)現(xiàn)靈活運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵。機(jī)械手底部集成的磁性模塊如同微型"指南針"，當(dāng)外部磁場(chǎng)改變方向時(shí)，模塊會(huì)同步調(diào)整姿態(tài)。實(shí)驗(yàn)顯示，這種驅(qū)動(dòng)方式可使機(jī)械手在血管等復(fù)雜環(huán)境中完成90度急轉(zhuǎn)彎，并能精準(zhǔn)避開直徑大于5微米的障礙物，運(yùn)動(dòng)精度達(dá)到亞微米級(jí)。

智能抓取功能通過特殊材料實(shí)現(xiàn)。研究團(tuán)隊(duì)采用pH響應(yīng)型水凝膠構(gòu)建機(jī)械手結(jié)構(gòu)，這種材料在酸性環(huán)境（如腫瘤微環(huán)境）中會(huì)自發(fā)收縮，帶動(dòng)機(jī)械手閉合抓取目標(biāo)；當(dāng)環(huán)境轉(zhuǎn)為堿性時(shí)，材料膨脹使機(jī)械手松開。實(shí)驗(yàn)證明，該裝置可在pH值6.8-7.4范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)0.1秒級(jí)的快速響應(yīng)，抓取成功率超過92%。

目前，該技術(shù)仍處于實(shí)驗(yàn)室優(yōu)化階段。科研人員正在測(cè)試其與活體細(xì)胞的相互作用，并開發(fā)配套的磁場(chǎng)導(dǎo)航系統(tǒng)。初步實(shí)驗(yàn)表明，這種微型裝置可穿透人工血管模型，在模擬血液流動(dòng)環(huán)境中穩(wěn)定抓取直徑10微米的聚苯乙烯微球。這項(xiàng)成果為靶向給藥、早期癌細(xì)胞清除等醫(yī)療應(yīng)用提供了全新解決方案。