植物基材料将成为软质医疗微型机器人的构建模块

滑铁卢大学研究人员团队创造了智能、先进的材料，这些材料将成为下一代软体医疗微型机器人的构建模块。

这些微型机器人
有潜力以微创方式进行医疗程序，例如活检、细胞和组织运输。它们可以穿过狭窄和淹没的环境（例如人体），并将细胞或组织等精致而轻的货物运送到目标位置。

这种微型软体机器人最大长度为一厘米，具有生物相容性且无毒。这些机器人由先进的水凝胶复合材料制成，其中包括源自植物的可持续纤维素纳米粒子。

这项研究由化学工程系教授 Hamed Shahsavan 领导，描绘了微型机器人设计、合成、制造和操作的整体方法。这项工作中使用的水凝胶在受到外部化学刺激时会改变形状。随意定向纤维素纳米颗粒的能力使研究人员能够对这种形状变化进行编程，这对于功能性软机器人的制造至关重要。

在我的研究小组中，我们正在连接新旧事物。我们通过利用水凝胶、液晶和胶体等传统软物质来推出新兴的微型机器人。”

Shahsavan，高级机器人技术智能材料（SMART-Lab）总监

这种先进智能材料的另一个独特之处在于它具有自我修复功能，可以对机器人的各种形状进行编程。研究人员可以切割材料并将其重新粘贴在一起，而无需使用胶水或其他粘合剂，以形成适合不同程序的不同形状。

该材料可以通过磁性进一步修改，以促进软机器人在人体中的运动。为了证明机器人如何在身体中机动，研究人员使用磁场控制其运动，使微型机器人穿过迷宫。

“化学工程师在推动医疗微型机器人研究的前沿方面发挥着关键作用，”沙赫萨万说。“有趣的是，应对微型机器人领域的许多重大挑战需要化学工程师拥有的技能和知识，包括传热和传质、流体力学、反应工程、聚合物、软物质科学和生化系统。因此，我们处于独特的地位，可以引入创新的技术这个新兴领域的途径”。

这项研究的下一步是将机器人缩小到亚毫米级。

Shahsavan的研究小组与滑铁卢化学工程系教授Tizazu Mekonnen、科学副院长（研究）Shirley Tang教授以及德国斯图加特大学教授Amirreza Aghakhani合作。他们上个月在《自然通讯》上发表了他们的研究结果。