新型電磁噴霧可將任何物體變成機器人，有望在生物學領域應用

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圖｜申亞京團隊磁性外套是制造毫米機器人的關鍵

一直以來，科學家在尋找能夠適應不同環境且能用於生物醫學的微型機器人。申教授團隊采用了一種簡單的方法，給物體覆蓋磁性外衣，然後用磁場驅動。根據申博士的介紹，“磁性外套” 可以將任何物體變成機器人並且控制它們運動。

這種神奇的磁性外套又叫 M-spray，是由聚乙烯醇（PVA）、麩質蛋白（Gluten）和鐵微粒（Iron Particles）組成，可以在瞬間穩固地粘附在一維、二維或三維物體的表面上，無論這個表面是粗糙還是光滑。M-Spray 能夠在物體表面形成厚度為 0.1-0.25 毫米的薄膜，足以保留物體的原始尺寸、形式和結構。

圖｜研究團隊向物體表面噴塗 M-Spray

當受到磁場驅動時，這些機器人可以在玻璃、皮膚、乃至木頭到沙子表面進行多種形式的運動，例如爬行、翻轉、步行和滾動。該團隊還通過棉線、折紙或者塑料管將物體轉化成更複雜的爬行動物機器人、多足機器人或者滾動機器人。已在兔子體內測試

一般來說，微型機器人在結構固定之後，其運動模式基本確定，很難發生改變。但申博士團隊的微型機器人突破了這一點。通過將 M-Spray 粘在物體表面，再通過對其施加強磁場，就可以改變 M-spray 塗層的磁性顆粒的分布方向和排列方向，以實現對微型機器人運動方式的靈活控制。

實驗表明，噴塗了磁性外套的微型機器人，能夠在不同運動模式之間靈活切換。比如寬敞環境下可以以 3D 毛毛蟲的形式運動，而到了狹窄區域，則能以平面（2D）方式 運動。

為了進一步驗證毫米機器人在藥物遞送上的應用可能性，申博士團隊在兔子體內進行了相關測試。對兔子麻醉後，通過放射成像追蹤兔子體內塗有磁性外套的膠囊，當膠囊達到目標區域後，研究人員施加震蕩磁場使其分解。申博士介紹說：“M-Spray 的可控分解特性，能夠讓藥物在目標位置釋放，而不是在器官中擴散。”

在強酸環境（PH=1）下，M-Spray 塗層 8 分鐘後分解。但如果在其表面附加 PVA 層，能延長到 15 分鐘，再用鎳顆粒代替鐵顆粒，則可堅持 30 分鐘以上。這表明其在生物體內進行長距離藥物輸送是可能的。