本年3月份，国际顶级学术期刊《科学·机器人学》报导了一种可在溶液中事情的、微米标准的电控微型机器人（图中的“千纸鹤”）。这项研讨的第一作者是来源于美国康奈尔大学的中国学者刘清坤。

Science Robotics 封面（来历：Science Robotics）

　　微米究竟是多小呢？一根头发丝直径大约是50~100微米，这款电控微型机器人大约是一根头发丝的直径巨细。如斯小尺寸的机器人是若何事情的呢？审察一下这只“千纸鹤”，不难发觉，想让其动起来，只需要对“同党”取“躯干”衔接的部位（以下简称衔接部位）开展可控的弯折便可，那样就等同于“千纸鹤”正在挥舞同党。也就是说，衔接部位才是焦点。而这焦点部位竟是由铂金（以下用Pt取代）组成的！

　　自然了，这里的铂和生活中做成首饰的铂有些区分。打磨成首饰的铂是大块的、肉眼可见的，而这只微型千纸鹤中的铂则是纳米尺寸。纳米是一个长度单元，它是一千分之一微米，远小于肉眼的观察极限。一根头发丝的直径大约是五万纳米。衔接部位的Pt事实上是一层7纳米厚的Pt薄膜，而这层薄膜生长在惰性层（inert layer）之上。因为Pt薄膜本身和惰性层之间存在特定的应力，Pt薄膜会构成蜿蜒的状况。将Pt薄膜开展氧化，这类应力会被消撤除，薄膜将会酿成程度的状况。如果能可控地对Pt薄膜开展氧化和复原的轮回，薄膜就能够由蜿蜒状况到程度状况轮回转变，那末就能够实现千纸鹤扇动翅膀的功用了。

　　那末，若何掌握Pt薄膜氧化复原的历程呢？这款微型机器人是正在溶液环境中事情的，这恰恰是实现Pt薄膜可控氧化复原历程的环节。将Pt薄膜安排正在溶液中（学者刘清坤用的是磷酸盐缓冲液），对薄膜施加正电压，溶液中的氧离子会正在电场的驱动下吸附正在Pt薄膜皮相，进一步和薄膜产生氧化反响，构成PtOx（这里因为不克不及肯定氧化后薄膜中Pt和O的比例关系，没法给出正确的配比，所以用PtOx示意，x即示意氧原子的占比是未知的）。相反，对薄膜施加背电压，薄膜会产生复原反响，氧离子又会回归到溶液中，PtOx又从新回到了Pt状况。根据实验探索，研究人员终极选用+1.1V和-0.5V的电压来掌握Pt薄膜的氧化复原历程。而且，该历程的响应速度极快，只需约100毫秒。

　　如斯嵬峨上的微型机器人，是否是很难实现量产呢？其实不然，由于此款机器人是依赖现有的微电子加工工艺建造出来的。换言之，假如想要批量生产此款机器人，现有的芯片制作公司就能够完成。

　　微型机器人在医学、微观环境探测等范畴具有主要的使用意义，有也许帮忙医生在人体内部举行手术；帮忙病人将特定成份的药物送往体内指定位置；帮忙人们探索难以触及的微观环境，好比核泄漏事故地址。将来，想要微型机器人有更普遍的使用空间，为我们的生活带来更多的便当。

　　作者：山东大学物理系博士任正峰