在自然界中，許多生物能夠通過局部交流自組織成群體，完成個(gè)體無法完成的復(fù)雜任務(wù)，如鳥群、魚群和螞蟻群。受自然界這種驚人的集體行為啟發(fā)，人們開發(fā)了具有群體智能的合成微機(jī)器人集群，用于執(zhí)行定向運(yùn)動(dòng)、避障、藥物運(yùn)輸和環(huán)境修復(fù)。在交流電場、磁場、聲場和光場或化學(xué)反應(yīng)等外部刺激的驅(qū)動(dòng)下，微機(jī)器人可以通過物理或化學(xué)作用組織成一個(gè)失衡的微群。然而，在動(dòng)態(tài)變化的環(huán)境中以高靈活性和分層可控性調(diào)節(jié)微群以完成任務(wù)仍具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)閰f(xié)調(diào)不同功能組件的策略以及微群與環(huán)境之間的相互作用仍在研究之中。尤其是利用長程相互作用來調(diào)整微群內(nèi)部/之間的相互作用的方法還很少見。
圖1. IEX和MP3之間的離子交換過程和自組裝運(yùn)動(dòng)
圖2. 由 xy 旋轉(zhuǎn)磁場控制IEX/MP3微群在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)
圖3. 由 xz旋轉(zhuǎn)磁場控制IEX/MP3微群在表面滾動(dòng)和在復(fù)雜環(huán)境中導(dǎo)航
圖4. 多個(gè)IEX/MP3微群之間的交流
圖5. IEX/MP3微群的藥物裝載、pH控制藥物釋放以及對癌細(xì)胞（Hela）的殺滅效果
圖6. IEX/MP3微群光催化降解四環(huán)素（TC）
全文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202308318
作者簡介：
牛冉，華中科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院研究員、博士生導(dǎo)師、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃青年項(xiàng)目首席科學(xué)家，主要研究領(lǐng)域?yàn)?/span>能量轉(zhuǎn)化功能高分子材料及微納米機(jī)器人。目前以第一或通訊作者身份在PRL、PNAS、Sci. Adv.、ACS Nano、Adv. Sci., Small、Chem. Eng. J.、J. Mater. Chem. A、Energy Environ. Mater.、ACS Appl. Mater. Interfaces等具有重要影響力的國際刊物上發(fā)表SCI論文60余篇，獲授權(quán)專利5項(xiàng)，申請專利7項(xiàng)。主持承擔(dān)國家自然科學(xué)基金、重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃青年科學(xué)家項(xiàng)目、重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題等國家和省部級科技項(xiàng)目多項(xiàng)，并獲得湖北省海外高層次人才計(jì)劃、武漢英才等多項(xiàng)榮譽(yù)獎(jiǎng)勵(lì)。擔(dān)任Rare Metals期刊 (中科院1區(qū)，影響因子6.3)， Exploration和Energy Materials期刊青年編委。
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