一种新型的微型马达——由超声波驱动,蓝冠总代分析由磁控——可以在拥挤的环境中移动单个的细胞和微小的颗粒而不损伤它们。这项技术可能为靶向给药、纳米医学、组织工程、再生医学和其他生物医学应用开辟新的可能性。
加州大学圣地亚哥分校纳米工程学教授Joseph Wang说:“这些微泳者提供了一种新的方法,可以在三维空间中精确控制单个粒子,而不需要进行特殊的样品制备、标记和表面修饰。”
王与宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)的化学教授托马斯·马洛克(Thomas Mallouk)和中国哈尔滨工业大学(Harbin Institute of Technology)的材料科学与工程教授王伟共同撰写了一篇描述微型马达的论文,并于10月25日发表在《科学进展》(science Advances)杂志上。
研究人员使用微型马达在水介质中推动单个的硅颗粒和海拉细胞,而不会干扰相邻的颗粒和细胞。在一次演示中,他们推着粒子拼出字母。研究人员还控制了微型马达,让它们爬上微型积木和楼梯,蓝冠主管展示了它们跨越三维障碍物的能力。
微型马达是中空的,半胶囊状的聚合物结构,表面镀有一层金。它们体内含有一小块磁性镍,可以用磁铁控制方向。内部表面经过化学处理以防水,因此当它浸入水中时,微电机内部会自发形成一个气泡。
超声波/磁性驱动的微型马达。视频演示了微型马达的制作过程,微型马达推动单个硅颗粒和海拉电池,微型马达爬上微型楼梯。
加州大学圣地亚哥分校的纳米工程博士生Fernando Soto说:“我们对运动有很多控制,不像化学燃料的微电机依靠随机运动来达到目标。”“此外,超声波和磁铁具有生物相容性,这使得这种微电机系统在生物应用领域具有吸引力。”
粒子打印:一个实验视频,演示了由一个微游泳者用4um硅粒子打印PSU的过程。信贷:Liqiang任
研究人员表示,蓝冠集团未来对微型马达的改进包括使它们更具有生物相容性,比如用生物可降解聚合物制造微型马达,以及用毒性较小的磁性材料(如氧化铁)取代镍。