草履蟲和某些其他微生物通過來回甩動被稱為纖毛的附屬物在液體中移動。科學家們現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出一種新型的合成纖毛，可用于微型機器人等。纖毛從微生物的身體中伸出來，通過反復向前伸出然后向后掃動來推動它在液體環(huán)境中移動。它們不是齊頭并進，而是開始分別移動，一個接一個，形成“波浪”，沿著微生物的長度方向移動。

研究人員以前曾創(chuàng)造過更大規(guī)模的人工纖毛，但這些系統(tǒng)往往在機械上相當復雜，而且體積太大，無法納入小型設(shè)備中。然而，荷蘭埃因霍溫科技大學的一個團隊最近創(chuàng)造了一個微小的軟體機器人，它利用了一種更小、更簡單的纖毛形式。

為此，科學家們將一種液體聚合物與羰基鐵粉顆粒結(jié)合起來，然后將這種混合物倒入一個50微米寬的圓柱形孔陣列中，作為纖毛的模具。當聚合物開始固化成橡膠狀時，放置在模具下方的磁鐵使鐵粒子在相鄰的纖毛中以不同的方式排列，這使每個纖毛具有不同的磁性。

完成的4毫米長的機器人由一個固體聚合物底座組成，纖毛從一側(cè)突出。當它被放置在纖毛朝上的水/乙二醇溶液中時，旋轉(zhuǎn)磁場的應(yīng)用使纖毛以波浪形式來回移動。這使得該裝置的操作有點像一個泵，因為移動的附屬物導致液體迅速流過它。

當機器人被翻轉(zhuǎn)過來，使纖毛處于底部時，它們的運動使該裝置能夠在一個平面上移動。它甚至可以爬上一個45度的斜坡，并攜帶一個重達其自身重量10倍的物體。當旋轉(zhuǎn)磁場的方向被扭轉(zhuǎn)時，機器人也同樣扭轉(zhuǎn)了它的前行方向。

現(xiàn)在研究人員希望，一旦進一步發(fā)展，該技術(shù)可以在微流控系統(tǒng)內(nèi)的泵，或用于輸送藥物或在患者體內(nèi)執(zhí)行其他功能的柔性微型機器人等應(yīng)用中找到用途。

這項研究在最近發(fā)表在《ACS應(yīng)用材料與界面》雜志上的一篇論文中進行了描述。

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