微尺度連續(xù)光打印（μCOP）制造會游泳的機(jī)械魚

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責(zé)任編輯：傳說的落葉時間：2015-08-31 08:23

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[導(dǎo)讀]微尺度連續(xù)光打印技術(shù)的核心是數(shù)字微鏡裝置（DMD）芯片,它包含大約200萬個數(shù)字微鏡。

美國加州大學(xué)圣地亞哥分校的研究人員利用新的3D打印技術(shù)，開發(fā)出能夠在液體中游泳并具有多種用途的微型機(jī)器人。這種被稱為“微型魚”的機(jī)器人，可通過過氧化氫的化學(xué)反應(yīng)以及磁力來驅(qū)動控制，能實現(xiàn)排毒、遙感和定向給藥等多種功能。

新的“微型魚”制造技術(shù)基于一種快速、高分辨率的3D打印技術(shù)——微尺度連續(xù)光打?。?mu;COP），該技術(shù)在速度、可擴(kuò)展性、精度和靈活性方面都具有一定優(yōu)勢，可在幾秒鐘內(nèi)打印數(shù)百個120微米長、30微米厚的“微型魚”。

微尺度連續(xù)光打印技術(shù)的核心是數(shù)字微鏡裝置（DMD）芯片,它包含大約200萬個數(shù)字微鏡。每個微鏡均可分別控制，向感光材料發(fā)射紫外線，感光材料暴露在紫外線光下會固化，可形成想獲得的形狀。這使得研究人員可以很容易地設(shè)計出如鯊魚或蝠鲼等不同形狀的“微型魚”。3D技術(shù)使用感光材料層層打印，可將功能納米粒子打印到“微型魚”身體的特定位置。這種方法不僅能夠非常容易地制造不同類型的微型機(jī)器人，還可測試不同功能的納米粒子。

以可在含有過氧化氫的溶液中游動的“微型魚”為例，納米工程師能夠方便地將不同功能的納米粒子放進(jìn)“微型魚”身體的某一部位：在魚尾打印鉑納米粒子,可與過氧化氫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而作為燃料推動“微型魚”前進(jìn)；在魚頭部打印氧化鐵納米粒子，可以通過氧化鐵的磁性控制其轉(zhuǎn)向。通過改變“微型魚”的形狀，以及調(diào)整過氧化氫的使用量，研究人員能夠控制“微型魚”在液體中的游泳速度。

研究人員表示，通過這種方法,可以整合“微型魚”的不同功能以適用于廣泛的應(yīng)用。實驗顯示，在將毒素和納米粒子整合到“微型魚”身體中后，可使“微型魚”具有解毒和毒素傳感器雙重功能；而如將藥物封裝到“微型魚”體內(nèi)，可實現(xiàn)藥物定向傳遞。

研究人員希望下一步開發(fā)出更精密、操作更安全的微型手術(shù)機(jī)器人。相關(guān)研究成果發(fā)表在近期出版的《先進(jìn)材料》雜志上。

3D打印似乎無所不能！上到高大上的航天器發(fā)動機(jī)，下到接地氣的眼鏡框和自行車，都能用這種新潮的手段實現(xiàn)。這不，連會游泳的微米級機(jī)器魚都可以成批量生產(chǎn)了。但別忘了，“似乎無所不能”并不是真正“無所不能”——一切3D打印技術(shù)都屬于“加法制造”的大范疇，加什么材料，怎么加進(jìn)去，往哪個部位加，就是更龐雜而深奧的學(xué)問了。好在地球上不缺乏想象力豐富的科學(xué)家，他們正用“3D打印”這支魔法棒，創(chuàng)造著美麗新世界。

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