2014年05月21日

液态金属纳米机器人研制成功

  在科幻电影《终结者2》中,曾出现过一款用液态金属打造的强大机器人“T-1000”,无论其身体遭到怎样的重创,都能迅速复原,甚至还能随着外界环境自由改变形状。哈尔滨工业大学微纳米技术研究中心郭斌教授团队首次成功研制的一种液态金属游动纳米机器人,在一定程度上正把上述梦想变为现实。该项研究成果论文已发表于期刊《美国化学会纳米》上。业内专家认为,这一新型纳米机器人有望在可穿戴设备、生物医学、临床精准治疗等领域大显身手。

  据介绍,金属镓的熔点为29.8摄氏度,其合金在室温下呈液态,而液态金属镓及其合金具有高沸点、低黏度以及良好的导热性、导电性、流动性和生物相容性等特性。科学家由此展开探索,试图将液态金属镓及其合金应用于机器人、生物医学、可穿戴设备等领域,但迄今尚无基于液态金属的游动纳米机器人的研发报道。

  郭斌团队首次以液态金属镓为原料,在国际上率先运用纳米孔模板塑性成形新技术,获得了具有不对称结构的棒状液态金属镓纳米机器人。该纳米机器人的长度和直径可控性均很强,最小直径可达200纳米。研究团队观察到,棒状液态金属纳米机器人呈核壳结构,内核为金属镓,外壳为氧化镓层。由于纳米尺寸下金属镓的预融化效应,即使在常温下内核仍可保持液态,而外壳的氧化镓层能维持其棒状结构。研究还发现,液态金属纳米机器人有着稳定的全波长荧光性,可作为荧光探针用于疾病精准诊疗。液态金属纳米机器人在外源超声场作用下,可在流体中进行类似细菌游动的自推进运动,速度能够达到每秒23微米;还可以主动锁定癌细胞,并在进入癌细胞后逐渐呈现外壳溶解、内核变形、融合并在酸性条件下完全降解的奇妙现象。

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