新型微流体机器人：只要有“食物”就可以连续自主运行但机器人能提供的不仅仅是大屏幕上的娱乐。在实验室中，机器人系统可以通过执行重复性任务和处理刺激性化学品来提高安全性和效率。但在机器人开始工作之前，它需要能量——通常来自电力或电池。然而，即使是最复杂的机器人也会耗尽能量。多年来，科学家们一直希望创造一种无需电力输入即可自主且连续工作的机器人。现在，正如《Nature Chemistry》最近报道的那样，美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室和马萨诸塞大学阿默斯特分校的科学家已经证明了这一点——通过“在水上行走”的液体机器人。这个机器人就像一艘微型潜艇，可以潜入海底取回珍贵的化学品，然后一次又一次地浮出水面将化学品带上岸。该技术是首款无需电力即可连续运行的自供电水基机器人。它具有作为自动化化学合成或药物输送系统的潜力。“我们已经打破了设计液体机器人系统的障碍，该系统可以通过使用化学来控制物体的浮力来自主运行，”该研究论文的资深作者汤姆拉塞尔说。加州大学伯克利分校实验室的访问科学家和聚合物科学与工程教授，他领导伯克利实验室材料科学部的自适应界面组合到液体结构项目。据Russell称，这项技术极大地改进了一系列被称为“液体机器人”的机器人设备。在之前的研究中，其他研究人员已经展示了可以自主执行任务但只能执行一次的液体机器人；一些液体机器人可以连续执行任务，但需要电力才能保持运行。相比之下，“我们不必提供电力，因为我们的液体机器人可以从周围的介质中获得动力或化学‘食物’，”Russell解释道。通过伯克利实验室材料科学部的一系列实验，拉塞尔和第一作者谢干华了解到，“喂养”液体机器人的盐使它们比周围的液体溶液更重或更稠密。伯克利实验室分子铸造厂的联合研究员保罗·阿什比(PaulAshby)和布雷特·赫尔姆斯(BrettHelms)进行的其他实验揭示了液体机器人如何来回运输化学品。因为液体机器人比溶液更致密，所以它们——看起来像小的开口口袋，直径只有2毫米——聚集在溶液的中间，在那里它们填充了选定的化学物质。这会引发反应，进而产生氧气泡，将液体机器人像小气球一样提升到表面。另一种反应是将液体机器人拉到集装箱的边缘，在那里它们将“着陆”并卸下货物。液体机器人可以像钟摆一样来回摆动，只要系统中有“食物”，它就会不停地运转。根据配方，一系列液体机器人可以同时执行不同的任务。例如，一些液体机器人可以检测环境中不同类型的气体，而另一些则对特定类型的化学物质做出反应。该技术还可以使自主、连续的机器人系统能够筛选用于临床应用或药物发现和药物合成应用的小化学样品。Russell和Xie接下来计划研究如何将该技术扩展到更大的系统，并探索它在固体表面上的工作方式。
