由超声波驱动并由磁铁操纵的新型微电机可以在拥挤的环境中绕单个细胞和微观粒子运动而不会损坏它们。该技术可以为靶向药物输送，纳米医学，组织工程，再生医学和其他生物医学应用开辟新的可能性。
加州大学圣地亚哥分校纳米工程学教授Joseph Wang说：“这些微型泳者提供了一种新的方法，可以精确地控制单个粒子并在三维空间中进行操作，而无需进行特殊的样品制备、标记、表面改性。”
Joseph Wang和宾夕法尼亚大学化学教授Thomas Mallouk以及中国哈尔滨工业大学材料科学与工程教授Wang Wei是描述微电机论文的高级作者，该论文发表于10月25日的《Science Advances》。
研究人员使用微电机推动了水性介质中的单个二氧化硅颗粒和HeLa细胞，而不会干扰相邻的颗粒和细胞。在一个演示中，他们推挤粒子以拼出字母。研究人员还控制了微型电动机，使其爬上了微型方块和楼梯，证明了它们能够越过三维障碍物。
微型马达是中空，半胶囊状的聚合物结构，涂有金。它们的体内含有一小块磁性镍，这使得它们可以用磁铁操纵。内表面经过化学处理以排斥水，因此当它浸入水中时，气泡会在微电机内部自发形成。
这个被捕获的气泡使微电机对超声波产生响应。当超声波冲击时，气泡在微电机内部振荡，产生推动其初始运动的力。为了保持微电机的运动，研究人员施加了外部磁场。通过改变磁场的方向，研究人员可以将微电机转向不同的方向并改变其速度。
加州大学圣地亚哥分校的纳米工程博士生Fernando Soto说：“我们对运动有很大的控制能力，不像化学燃料的微电机依靠随机运动来达到目标。”此外，超声波和磁铁具有生物相容性，使这种微电机系统在生物应用中具有吸引力。”
研究人员说，未来的纳米技术的改进包括使它们更具生物相容性，例如用可生物降解的聚合物制造它们，用铁氧化物等毒性较小的磁性材料代替镍。
