磁性软体机器人由于其在磁场下不受束缚的运动和穿透能力，在生物医学领域具有很大的发展潜力。而且，在生理微环境中，为了克服微环境中的生物障碍，开发小尺寸、生物相容性好/可生物降解且能精确控制移动的磁性软体机器人是一个有意义的研究方向。

近日，西南交通大学郑晓彤课题组研制了一种由棒状纳米驱动器组成的中空磁性软体机器人。正如图一所示，该驱动功能的纳米纤维基于可生物降解聚合物基体组成，聚合物基体由光敏性聚（e-己内酯）-b-邻硝基苯-聚乙二醇-邻硝基苯-b-聚（e-己内酯）（PCL-NB-PEG-NB-PCL）共聚物和超顺磁性四氧化三铁（Fe₃O₄）纳米颗粒填料组成。这个构建思路和纳米结构具有很好新颖性，基于此，磁感应驱动的中空磁性软体机器人具有运动优势。在定向磁场作用下，软体机器人以约50体长/s的速度保持7.3±0.08 mm/s的直线运动。此外，由于Fe₃O₄纳米粒子的感应磁力矩保持了纤维的轴向并在瞬间自由切换，因此在生理溶液中也可以进行标准的T型翻转运动和精确的旋转运动（图二所示）。而且，体外稳定递送效率的结果表明，中空磁性软机器人可以在复杂的生理环境中递送和捕获各种生物分子，而无需在目标位置放置磁性源。这为自适应磁性软体机器人的设计和实现提供了一种策略，可以有效地提高在复杂生理环境下的精确运动和快速运动效率。

图一 中空磁性软体机器人的制备过程

图二 中空磁性软体机器人的运动性能分析

该研究成果在Sensors and Actuators B: Chemical学术期刊上发表。Sensors and Actuators B: Chemical是一本跨学科一流期刊，主要涉及化学传感器和生物传感器、化学致动器和分析微系统领域的研究和开发，属于中国科学院、JCR分区双一区TOP期刊。

研究论文：

Xiaotong Zheng, Zhiwen Zheng, et al. A hollow magnetic soft robot consisting of rod-shaped nanofiber actuators. Sensors and Actuators: B. Chemical 412 (2024) 135783.