MIT大规模生产只要细胞大小的机器人

大规模生产机器人？听上去像《星球大战》之类的科幻电影里大坏蛋干的事儿。可现实比电影还要科幻。美国麻省理工学院的研究团队现在开发了一种方法，不仅能实现机器人的大规模生产，而且这种机器人的大小只有细胞那么大，真是原子级别的高科技。

先说说这么小的机器人能做什么用：微型设备越小，就越能进入纤细、复杂的结构之中；我们可以让微型机器人前往一些原先很难探察的地方：为石油天然气管道探伤、在人体血管内诊断疾病。研究团队把这种微型机器人称为“syncell”，也就是“合成细胞”。实验证明，如果把存储单元放到这种机器人里，它还可以成为良好的数据存储设备，即使一段时间不通电并浸在水中也不会丢失数据。

从本质上讲，syncell本身并不是机器人，而是一种装载微型电子器件的容器结构。麻省理工学院的Michael Strano教授领导的研究团队推出的这项成果，正是用极为高效、精确的方法，让石墨烯材料批量生成这种微型容器。成果发表在了最近出版的《自然·材料》杂志上。

从显微镜下观察，syncell和人体红细胞的大小差不多，个头大约10微米。Strano教授说：“它看起来像一个活的生物细胞。事实上大多数人都会把它当成细胞。”我们可以把传感器和存储器放进syncell里，然后把一大群这样的细胞机器人从管道（比如石油管道、人体血管）一端注射进去，由传感器在管道内部收集信息。当syncell从另一头出来的时候，我们取出存储器中的数据，就可以完成精确的探察任务。

我们马上要介绍的是这项成果里最有趣的部分：syncell的批量生产方式。要精确地大规模制造这么多细胞大小的小容器，是不是必须用到特别尖端的微型设备呢？答案是不用。这个制造方法的要点是充分运用了石墨烯材料自身的特性。制造过程如下：

首先，将一层极薄的石墨烯片铺在表面。然后，用专门的印刷机把装载着微型电子元件（比如传感器、存储器）的高分子聚合物印到这层石墨烯上。这些聚合物形成了点阵，在显微镜下看，像是一个个小圆柱。最后，让第二层石墨烯落在这一层圆柱的顶端。

项目研究人员Albert Liu介绍说：“就像桌布落在圆桌表面一样，石墨烯片在聚合物圆柱的边缘也会自然地垂落折叠，发生圆形应变。”

我们知道，石墨烯是一种超薄而坚固的材料，但是它又具有“脆”的特点，出现应变后就会破损。研究团队恰恰利用了石墨烯这个特性，令其产生可控的破损（称为autoperforation，自动破损），最后上下两层石墨烯片会自动融合，形成完整的圆形容器syncell——“就好像被一个微型打孔器切下来一样整齐干净”。

与其他制造微型机器人的复杂工艺相比，syncell技术的优势在于其简洁，基本上只需要一个步骤。研究人员表示，这个技术可以用于其他多种超薄材料，除了石墨烯之外，比如二硫化钼和六方氮化硼都可以形成syncell容器。

Albert Liu表示，syncell技术为微型和纳米级别的制造工艺提供了一套全新的工具包。