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光衍射条件下可运行的微型机器人面世

时间：2024-12-08 17:37:21 来源：科技日报发布者：DN032

美国康奈尔大学的科学家研制出了迄今已知最小的步行机器人，能在可见光衍射极限下运行。它能够前往特定位置，如组织样本内，以普通显微镜无法做到的方式进行近距离成像。这是微型机器人技术与衍射光学成像技术“联姻”的产物。相关论文发表于最新一期《科学》杂志。

研究团队巧妙地将纳米级厚度的机械膜、可编程纳米磁铁，以及衍射光学元件三者结合起来，打造出了这款新型机器人，为以前无法实现的任务开辟了新的解决之道。这些任务包括高分辨率成像、可调谐、移动亚衍射光学，以及超小力感应等。

此前最小步行机器人的直径介于40微米到70微米之间，但新衍射机器人的直径仅为2微米到5微米之间。实验显示，在磁铁的精准操控下，这些机器人能像尺蠖一样在坚硬的表面蠕动，也能在液体中自由“游泳”。较大机器人的行走速度为16微米/秒，而较小机器人的行走速度则高达34微米/秒，均超越以往的微型机器人。

测试结果表明，这款机器人可以辅助超越传统光学限制的高分辨率成像，具备极高的灵敏度，能够检测小至1皮牛（10-12牛）的力。这些卓越的特性使得这款机器人可用于基础研究（如探索DNA结构），也可被部署在临床环境中。

团队强调，最新研究在微型机器人技术和光学工程之间建立了交叉点。这些衍射机器人在运动性能、光学操纵和亚纳米力灵敏度探测等方面，均展现出极佳性能。

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