近日，國際學術期刊Lab on a Chip 以封面論文形式刊載了中國科學院沈陽自動化研究所微納米課題組在微型機器人和生物驅動領域的最新研究成果——Programmable micrometer-sized motor array based on live cells。
藻類細胞是一類在水中自由游動的微生物，長度通常為十微米至幾十微米。從工程學的角度來看藻類細胞如同一個個微型機器人，它具有感知和驅動能力，能夠從周圍液體環(huán)境中獲取能量，并高效地將化學能轉化為其鞭毛的機械能，推動細胞自由游動。藻類細胞在水中都是任意游動的，如何實現(xiàn)其機器人化運動及向外界做功是生物學與機器人學交叉領域的難點問題。針對該問題，沈陽自動化所微納米課題組開展了藻類細胞微型機器人研究，并取得了階段性成果。
此次獲Lab on a Chip封面刊載的論文，論述了微納米課題組在前期控制藻類細胞沿任意設定路線游動的基礎上，進一步實現(xiàn)了藻類細胞的陣列化旋轉。結合光誘導介電泳技術（ODEP），建立了藻類細胞在ODEP微環(huán)境中的轉動狀態(tài)模型和受力模型，實現(xiàn)了對藻類細胞的快速捕獲及陣列化旋轉，且通過改變光強可有效調(diào)節(jié)細胞旋轉速度。構建的藻類細胞旋轉陣列有望作為微尺度馬達陣列，在微流控及生物驅動領域發(fā)揮重要作用。
沈陽自動化所微納米課題組在微納米機器人、納米技術、生物技術等方面已開展了一系列研究，相關成果發(fā)表在Nature Communications，Small，Soft Matter，Applied Physics Letters 和IEEE 匯刊等國際期刊。此次論文在國際學術期刊Lab on a Chip 封面發(fā)表，是沈陽自動化所微納米課題組第十篇以封面發(fā)表的論文，表明沈陽自動化所在微納技術和生物技術領域的研究不斷系統(tǒng)化和深入化，在國內(nèi)外的影響力穩(wěn)步提升，為未來取得更好的成果奠定了基礎。
來源：中國科學院沈陽自動化研究所
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