中科院力學研究所非線性力學國家重點實驗室微納流動研究團隊發展了新型磁控多工作模式的氣泡微機器人。該成果近日發表于Small。

能夠自主運動的微馬達技術得到了發展和關注。作為典型的活性顆粒，微馬達往往由表面物理化學屬性相異的兩部分組成，將周圍環境中的能量(如化學能等)轉化為自身運動的動能。因此借用古希臘的兩面神，稱為Janus微馬達。其中，氣泡驅動型微馬達運動最大速度可達0.1m/s，具有較強的運動能力，在高效水污染處理及醫療健康等領域展現出較好的應用前景。

近年來，新興的游泳微機器人技術要求氣泡微馬達研究在掌握流動機理的基礎上增強可操控性，完成向氣泡微機器人的升級。國際前沿研究報道了氣泡微機器人應用于液氣界面附近的微組裝平臺，實現對微芯片的一體化裝配;或被用于眼部輔助手術，為更換角膜及眼睛房水內藥物輸運提供新手段。而從氣泡微馬達到氣泡微機器人的升級，需要研究人員從機理可靠、智能可控及功能全面等三方面給出解決方案。

為此，團隊研究搭建了三維Helmholtz線圈磁控系統，可通過手柄或程序對內嵌磁性鎳層的Janus微球的朝向及運動進行便捷且高效的操控。

研究首次提出通過磁場調整液氣界面附近Janus微球的朝向，即可實現氣泡微機器人的遠程速度調制。研究通過實驗揭示了微氣泡潰滅引起射流的流動特征，并通過調整Janus微球、微氣泡、目標物的相對位置，利用射流流動實現了對目標推進、錨定、抓取等不同功能。微氣泡在液氣界面附近潰滅還會產生表面毛細波，可對遠場顆粒進行大范圍清掃，且表面波遠場功能與射流近場功能可進行可控切換。(柯訊)

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