Recientemente, el equipo de Li Quan, decano y científico jefe del Instituto de Materiales Inteligentes y Escuela de Química e Ingeniería Química de la Universidad del Sureste, ha logrado importantes avances en el ensamblaje y control de robots microcoloides. Los resultados relevantes se publicaron en línea en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias (Proceedings of the National Academy of Sciences and United States of America, PNAS) bajo el título "Colloidal Tubular Microrobots for Cargo Transport and Compression".
Wang Xiaoyu, estudiante de doctorado de la Universidad del Sureste, es el primer autor, y Li Quan y el joven profesor Yang Tao son los coautores correspondientes.
Los micro-nano robots se refieren a sistemas complejos que pueden lograr una actuación y percepción controlables a escala micro-nano y, en última instancia, lograr la administración de fármacos y el tratamiento de enfermedades in vivo. Inspirándose en los enjambres de abejas y peces de la naturaleza, los enjambres de microrobots han atraído cada vez más atención por sus modos colaborativos de propulsión, entrega y transmisión de señales. Como nuevo tipo de sistema de microrobot, el ensamblaje dinámico de coloides externos que responden a campos se puede utilizar como un medio eficaz para agrupaciones de robots. Sin embargo, las estructuras de ensamblaje de robots coloidales existentes se limitan a agregados coloidales densos, lo que limita en gran medida su funcionalidad. Cómo construir un sistema estructura-función de ensamblaje coloidal complejo y establecer la relación estructura-actividad correspondiente es un desafío que debe superarse con urgencia.
El equipo de Li Quan propuso un método de ensamblaje de estructura coloidal metaestable. A través del diseño de la ruta de ensamblaje, fue la primera vez que se ensamblaron estructuras tubulares huecas tridimensionales complejas a partir de microesferas coloidales superparamagnéticas. Este método tiene una amplia gama de aplicaciones y puede lograr el ensamblaje repetido de partículas coloidales superparamagnéticas de 200 nanómetros a 30 micrones en fluidos no newtonianos, incluida la sangre. Los robots de microtubos ensamblados pueden controlar con precisión la tendencia tridimensional, la dirección de propulsión y la velocidad a través de campos magnéticos externos. El espacio hueco interno permite a estos microrobots tubulares agarrar, transportar y soltar mercancías según las instrucciones. Además, se pueden fusionar dos robots de microtúbulos a lo largo del eje para formar un nuevo robot. En comparación con otras estructuras de ensamblaje, la estructura metaestable del robot de microtúbulos puede mantener su compresión radial repetida, por lo que puede usarse como micropinzas para exprimir los glóbulos rojos internos y otras cargas flexibles para lograr la detección in situ de los objetos objetivo. Este trabajo proporciona nuevas ideas para el ensamblaje complejo de coloides y la manipulación de microrobots.
Este trabajo de investigación fue financiado por el “Equipo de Doble Emprendimiento” de la provincia de Jiangsu, la Fundación Provincial de Ciencias Naturales de Jiangsu y otros proyectos.