近期，中國科學技術(shù)大學工程科學學院微納米工程實驗室吳東和胡衍雷研究團隊，利用調(diào)制結(jié)構(gòu)光場高效加工出空心管形和錐形螺旋結(jié)構(gòu)微納機器人，這種結(jié)構(gòu)的微納機器人泳動性能和裝載貨物的能力更強。相關(guān)成果分別發(fā)表在《先進材料》《先進功能材料》上。

研究人員設(shè)計出了具有特殊相位信息的光場全息圖，并將其加載于空間光調(diào)制器面板上，調(diào)制出可用于高效加工空心管狀和錐形螺旋結(jié)構(gòu)的三維渦旋光場。相比于傳統(tǒng)的激光直寫加工，光場加工速度最快提高了600倍。利用該方法也可以靈活可控地加工出不同參數(shù)的管狀與螺旋結(jié)構(gòu)，大大提高了復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)的加工能力。

研究團隊在錐形空心螺旋結(jié)構(gòu)的微納機器人表面加入磁性響應(yīng)材料，采用自行搭建的三維亥姆霍茲線圈控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)輸入電流的相位信息在三維空間內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)磁場，磁場方向的改變使磁性結(jié)構(gòu)受到磁力矩作用，進而完成有效驅(qū)動。相比于傳統(tǒng)的直螺旋結(jié)構(gòu)，錐形螺旋具有更快的前進速度，并有效抑制了橫向漂移運動。此外，利用磁場梯度和方向的變化可以有效完成微結(jié)構(gòu)的精確導(dǎo)向。

研究人員利用錐形空心螺旋結(jié)構(gòu)在體外完成了神經(jīng)干細胞的移植，利用管狀微結(jié)構(gòu)裝載運輸抗癌藥物對癌細胞進行有效治療，并通過熒光驗證了治療效果。

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1002/adma.201808226

https://doi.org/10.1002/adfm.201905745