跟細(xì)胞一樣大小的機(jī)器人？MIT的科學(xué)家已經(jīng)開發(fā)出了大規(guī)模生產(chǎn)微型自動(dòng)力機(jī)器人的技術(shù)，研究小組將其命名為“合成細(xì)胞（synthetic cells，syncells）”，這種微型裝置最終可能被用于監(jiān)測(cè)石油或天然氣管道，或者漂浮在人類血液中尋找疾病。

如何大規(guī)模生產(chǎn)“細(xì)胞級(jí)”微型機(jī)器人？-肽度TIMEDOO

批量制造syncells的關(guān)鍵在于研究小組新開發(fā)的一項(xiàng)技術(shù)，控制原子薄、脆性材料自然斷裂過程，引導(dǎo)斷裂線，從而生產(chǎn)科預(yù)測(cè)尺寸和形狀的微小口袋?？诖鼉?nèi)嵌入電子電路和收集、記錄并輸出數(shù)據(jù)的材料。

該技術(shù)被稱為：自動(dòng)打孔（autoperforation）工藝。《Nature Materials》雜志報(bào)道了Michael Strano教授、博后學(xué)者Pingwei Liu（現(xiàn)就職于中國(guó)浙江大學(xué)）和研究生Albert Liu等人的這篇論文。

該系統(tǒng)采用石墨烯的二維碳形式構(gòu)成syncells的外部結(jié)構(gòu)，一層這種材料作為口袋表面，然后由噴墨打印機(jī)的實(shí)驗(yàn)室精密版本將包含電路元件的聚合材料小圓點(diǎn)放入口袋內(nèi)。最后，再覆蓋一層石墨烯材料加以封口。

控制壓裂

人們認(rèn)為石墨烯這種超薄但極強(qiáng)的材料是“軟的”，實(shí)際上，它是“脆的”， Strano解釋說。研究團(tuán)隊(duì)正是利用了石墨烯的弱點(diǎn)“脆性”。

“在這項(xiàng)研究之前，如果你跟我說你可以將一種材料斷裂以控制其納米級(jí)的形狀，我可能會(huì)懷疑你，”Strano說。

但是新系統(tǒng)就是這么做的：它控制著壓裂過程，不像碎玻璃一樣產(chǎn)生隨機(jī)碎片，而是產(chǎn)生形狀和大小均已的碎片。“我們發(fā)現(xiàn)，你可以施加一個(gè)應(yīng)變場(chǎng)來引導(dǎo)碎裂，控制成品，”Strano說。研究人員還發(fā)現(xiàn)，除了石墨烯，其他二維材料，如二硫化鉬和六方硼氮化物同樣有效。

類細(xì)胞機(jī)器人

這些小裝置的大小與人類紅細(xì)胞相差約10微米，它們的行為就像活細(xì)胞一樣，“事實(shí)上，在顯微鏡下，大多數(shù)人甚至?xí)嘈潘且粋€(gè)細(xì)胞，”Strano說。

“這是目前唯一可以大規(guī)模生產(chǎn)獨(dú)立集成微電子器件的方法之一，”Albert Liu說。它們可以作為獨(dú)立的、自由浮動(dòng)的設(shè)備發(fā)揮作用。根據(jù)內(nèi)部電路性質(zhì)，提供移動(dòng)檢測(cè)各種化學(xué)品或其他參數(shù)的存儲(chǔ)記錄設(shè)備。

Strano在他與美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)室專家Shawn Walsh合著的《機(jī)器人系統(tǒng)與自治平臺(tái)》（Robotic Systems and Autonomous Platforms）一書中詳細(xì)介紹了許多可能的用途，這本書，本月計(jì)劃會(huì)被Elsevier出版。

原文檢索：Autoperforation of 2D materials for generating two-terminal memristive Janus particles

來源：生物通