資訊科技

微型馬達迎向光明

化學家最近開發出用光控制的微型馬達,微型醫療機器人不再是夢想。

撰文/巴特爾(Prachi Patel)
翻譯/周坤毅

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微型馬達迎向光明

化學家最近開發出用光控制的微型馬達,微型醫療機器人不再是夢想。

撰文/巴特爾(Prachi Patel)
翻譯/周坤毅


製造出能夠在血管中游泳、攜帶藥物或執行微創手術的微型機器人,一直是科學家多年來的夢想。過去15年,研究人員開發出各種型式的微型馬達,利用化學反應、磁力或振動來產生動力,但馬達的運動很不穩定。香港大學的化學家唐晉堯表示,最大的挑戰在於如何導引機器人前往目的地。他的團隊在這方面有所突破,開發出能用光平穩且精確控制的微型馬達。


他們在去年12月《自然.奈米科技》期刊的論文中發表形狀像瓶刷的微型馬達,由矽刷柄與帶有二氧化鈦刷毛的刷頭組成。這兩種材料都能吸收光子,因此當光照射微型馬達時,刷柄會產生帶負電的氫氧離子,而刷毛會產生帶正電的氫離子。當離子移動以平衡電荷分佈時會同時帶動液體,使這具微型馬達的刷柄朝前,像飛鏢一樣朝向光源移動。


他們把微型馬達放在載玻片上並浸於液體中進行實驗,用紫外光導引它們排列「nano」這個字。儘管這具長11微米的馬達得花兩分鐘才能移動一毫米,對醫學應用來說太慢,但唐晉堯表示,他們正嘗試新的幾何形狀,希望讓它游得更快。德國馬克士普朗克智慧系統研究所的奈米機器人學家桑切斯(Samuel Sanchez)並未參與這項研究,他評論道:「這種獨特方法能精確控制速度與方向,讓人大開眼界。」


唐晉堯指出,這項研究將能協助開發微型醫療機器人,讓醫生在病人體外用聚焦光束導引機器人前往目的地。這具微型馬達目前以紫外光導引,但研究人員正在開發能對近紅外波段反應的微型馬達,以便穿透數公分深的組織。如果手術在身體深處進行,外科醫師也能用光纖控制這些機器人。


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