沈阳自动化所在藻类细胞微型机器人研究中取得进展

2017-6-16 13:41 来源: 沈阳自动化研究所
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  近日,国际学术期刊Lab on a Chip 以封面论文形式刊载了中国科学院沈阳自动化研究所微纳米课题组在微型机器人和生物驱动领域的最新研究成果——Programmable micrometer-sized motor array based on live cells。

  藻类细胞是一类在水中自由游动的微生物,长度通常为十微米至几十微米。从工程学的角度来看藻类细胞如同一个个微型机器人,它具有感知和驱动能力,能够从周围液体环境中获取能量,并高效地将化学能转化为其鞭毛的机械能,推动细胞自由游动。藻类细胞在水中都是任意游动的,如何实现其机器人化运动及向外界做功是生物学与机器人学交叉领域的难点问题。针对该问题,沈阳自动化所微纳米课题组开展了藻类细胞微型机器人研究,并取得了阶段性成果。

  此次获Lab on a Chip封面刊载的论文,论述了微纳米课题组在前期控制藻类细胞沿任意设定路线游动的基础上,进一步实现了藻类细胞的阵列化旋转。结合光诱导介电泳技术(ODEP),建立了藻类细胞在ODEP微环境中的转动状态模型和受力模型,实现了对藻类细胞的快速捕获及阵列化旋转,且通过改变光强可有效调节细胞旋转速度。构建的藻类细胞旋转阵列有望作为微尺度马达阵列,在微流控及生物驱动领域发挥重要作用。

  沈阳自动化所微纳米课题组在微纳米机器人、纳米技术、生物技术等方面已开展了一系列研究,相关成果发表在Nature Communications,Small,Soft Matter,Applied Physics Letters 和IEEE 汇刊等国际期刊。此次论文在国际学术期刊Lab on a Chip 封面发表,是沈阳自动化所微纳米课题组第十篇以封面发表的论文,表明沈阳自动化所在微纳技术和生物技术领域的研究不断系统化和深入化,在国内外的影响力稳步提升,为未来取得更好的成果奠定了基础。