中科院突破多材料3D打印技术 研制仿生微纳机器人

2025年9月24日，中国科学院理化技术研究所传来重大科研进展。该所仿生智能界面科学中心有机纳米光子学实验室在3D微纳机器人领域取得革命性突破。以郑美玲研究员为首的科研团队成功研制出全球首款具有多种功能集成的仿手型微纳机器人，这一微型"机械手"可实现对单个微粒和细胞的精确抓握、定向运输及可控释放。

团队创新性地采用飞秒激光直写技术，突破了传统制造方法的局限。这种独特的制造工艺使机器人具备了pH响应型抓取臂和磁性驱动底盘的双重功能模块。通过精密的激光路径控制技术，研究人员在微米尺度上实现了不同区域的功能材料定制化设计，让机器人拥有了类似人类手指的灵活操作能力。

在技术实现上，团队开创性地采用了分步直写工艺，将多种智能材料集成在单个微纳机器人中。通过数百次实验优化，使pH感应区域的灵敏度达到分子级别。磁性驱动系统的突破性设计，则实现了在三维空间的精准定位与路径追踪功能。当两个模块协同工作时，微机器人就能像外科医生的手指一样，在微观世界完成各种高精度操作。

这项研究的最大创新点在于打破了传统微纳机器人材料单一、功能简单的技术壁垒。通过多材料智能融合设计，研发团队赋予微型机器人"感知-决策-执行"的完整能力链条，使其能够在复杂生物环境中自主导航和工作。

业内专家指出，这项突破性成果将开启微纳机器人应用的新纪元。特别是在靶向药物递送、显微手术和细胞组装等领域，展现出巨大的转化潜力。目前研究团队正在积极推进该技术的临床应用转化工作，有望为精准医疗带来革命性的变化。

相关研究成果已发表在材料科学顶级期刊《极端制造》上。论文由郑美玲研究员和金峰教授共同指导，2024级博士生章剑苗作为第一作者完成。该研究获得了国家重点研发计划和国家自然科学基金等多个项目支持。