編譯 費文緒

有朝一日，微型自驅(qū)動顆粒可用于凈化污水或體內(nèi)送藥。

人造微型游泳器可能最終模仿科幻電影《神奇旅程》中的迷你潛水艇，游到病人的血管里輸送藥物

游泳是很多生物普遍都會的一項技能。大個頭的動物，比如鯨或人類，一般是通過把向后的動量傳遞給流體，由于動量守恒而向前游動。同樣的游泳策略甚至對相對小型的動物也適用，比如魚和蝌蚪。

微生物，比如細菌，其大小是蝌蚪的1%到10%，也必須靠游泳找到營養(yǎng)物和躲避捕食者。但是，把動量給予液體的宏觀游泳策略對于微生物是無效的，因為在微尺度下流體的運動為低雷諾數(shù)運動，其黏性耗散超過了流體動量的影響。想象一下，一個人試圖在糖漿中游泳：任何想把流體往后推而產(chǎn)生向前運動的努力都會被流體的黏性所阻止。細菌和其他微生物面臨類似的情況，因為它們是如此微小，即使是水的黏性也足以勝過微生物微不足道的慣性。盡管面臨這一挑戰(zhàn), 進化還是為微生物提供了一系列高效的游泳策略, 使微型游泳存在了數(shù)百萬年。

自從進入21世紀，科學家和工程師已經(jīng)開始研發(fā)模擬自然微型游泳者的人造物。人造微型游泳器是膠體顆粒，大小與細菌相當，一般是1~10微米，能在液體中自我推進。自然界的微型游泳者是通過驅(qū)動附屬物如纖毛或鞭毛來游動的，但是人造微型游泳器通常沒有運動部件，而是通過自身與環(huán)境之間發(fā)生化學反應(yīng)來產(chǎn)生推進力。人們將膠體顆粒設(shè)計成可以進行復(fù)雜的行為和任務(wù)，所以，研究人員在積極研究其各種重要的實際應(yīng)用，從水處理到輸送藥物等。

人們對體內(nèi)移動的微型自驅(qū)動器具的構(gòu)想著迷已久。1959年，著名物理學家費曼在美國加州理工學院的演講“微觀世界有無垠的空間”中，設(shè)想有朝一日可以“吞下外科醫(yī)生”。他挑戰(zhàn)科學界設(shè)計一種自驅(qū)動微馬達，能夠縮進到邊長1/64英寸的立方體中。非科學人士也同樣著迷于此構(gòu)想。1966年的科幻電影《神奇旅程》描繪了一群科學家把自己和潛水艇縮小到細胞那么小，從而能夠進入到一位同事的血管中，清除他的腦血栓。

納米技術(shù)用了幾十年的時間趕上這一愿景；直到21世紀初，研究者才得以成功創(chuàng)造人造微型游泳器。通過高超的微納米加工技術(shù)，大約有十幾種自驅(qū)動顆粒的設(shè)計已經(jīng)變成現(xiàn)實。

微尺度下的運動

1956年，生物化學家彼得·米切爾（Peter Mitchell）提出，一些微生物可能通過非機械手段、不使用任何運動部件就能實現(xiàn)自我推進。他假設(shè)，如果一個細菌能夠不對稱地泵送離子穿過其細胞膜，這樣離子就會從細胞的一側(cè)被抽出去，而從細胞的另一側(cè)回流，由此就形成了一個電路，如圖1所示。離子會從細菌細胞體的尾部流動到前方，而在相反方向離子則會穿過鄰近細胞膜表面的流體。用這種方式，微生物就能前進，用米切爾的描述是：“就像坦克一樣的履帶式移動”。利用不對稱的離子泵，微生物至少原理上無須鞭毛就可以游動。

圖1 生物化學家彼得·米切爾提出的解釋細菌游泳原理的電動機制

泳動（Phoresis）是指由于電位、溶質(zhì)濃度、溫度等某一特定參量存在梯度而導(dǎo)致細胞或顆粒運動的現(xiàn)象，分別稱為電泳（electrophoresis）、擴散泳動（diffusiophoresis）、熱泳（thermophoresis）等。這是微米尺度下的常見運輸模式。當顆粒或細胞本身產(chǎn)生了誘導(dǎo)其運動的梯度，形成相應(yīng)的運動，就會發(fā)生泳動自驅(qū)動。米切爾把他提出的細菌游泳機制稱為“自電泳”（self-electrophoresis）。

自從米切爾提出這個概念以后，若干科學家已經(jīng)力圖確定是否有微生物通過自電泳的方式進行運動。20世紀80年代，人們發(fā)現(xiàn)一種叫作聚球藻的海洋藍藻即使沒有可見的附肢，也可以在海水中游動。一些科學家假設(shè)聚球藻通過自電泳的機制來游動，但是后來的實驗測量表明，這種微生物缺乏可察覺的表面電荷，因此無法在外加或自生的電場作用下運動。驅(qū)動聚球藻運動的推進機制仍然懸而未決。

盡管沒有發(fā)現(xiàn)結(jié)論性證據(jù)，至少還沒有發(fā)現(xiàn)任何微生物使用自電泳的推動機制的證據(jù)，但是，在工程系統(tǒng)中，通過電泳、擴散泳動和熱泳的自驅(qū)動能夠且確實存在。人造微型游泳器是通過表面化學反應(yīng)在其附近產(chǎn)生化學、電位或熱量梯度的微尺度顆粒。要發(fā)生運動，至少需要一個參量存在不對稱性。比如，電位、溫度或濃度，而且這種不對稱性一般是通過顆粒表面的不均勻排列產(chǎn)生的。大多數(shù)泳動人造微型游泳器具有不同化學特性的正反面，被稱為“雅努斯顆?！保↗anus particles）。雅努斯是羅馬神話中的雙面門神，他的頭部前后有兩副面孔，一副回顧過去，一副眺望未來。

運動的微電池

盡管尚未在自然界中明確觀察到自電泳現(xiàn)象，但是，自電泳是在人造微型游泳器中實現(xiàn)的首個機制。2004年，沃爾特·帕克斯頓（Walter Paxton）、艾斯曼·森（Ayusman Sen）、托馬斯·馬盧克（Thomas Mallouk）及其美國賓夕法尼亞大學的同事引入了自泳動雙金屬棒（autophoretic bimetallic rods）。這種圓柱形顆粒長2微米、直徑200納米，由兩段金屬棒相連而成。此類人造微型游泳器中的金屬一般是金和鉑，不過也可以使用其他金屬組合。每個金屬棒發(fā)揮了微型電池的作用，鉑充當陽極，金充當陰極。當把雙金屬棒置于過氧化氫溶液中，每個表面發(fā)生的電化學反應(yīng)產(chǎn)生了自陽極向陰極流過金屬棒的電子電流，并且在電解質(zhì)中產(chǎn)生了互補的離子電流。陽極發(fā)生的氧化反應(yīng)把陽離子注入溶液中，而陰極發(fā)生的還原反應(yīng)則消耗陽離子。因此，這種反應(yīng)模式類似于米切爾提出的模式，如圖1所描述。

電化學反應(yīng)驅(qū)動了金屬棒的運動。這些反應(yīng)的產(chǎn)物（如圖2所示）導(dǎo)致鉑端周圍的流體帶上正電荷，而金端周圍的流體帶上負電荷，從而在流體中產(chǎn)生了一個電偶極子和一個伴生電場。顆粒最終受到自生電場的驅(qū)動，是因為電場對金屬棒周圍雙電層的正電荷的流體和帶負電荷的金屬棒本身施加了作用力。帶正電荷的流體向后流向陰極，而帶負電荷的金屬棒則以陽極朝前的方式運動。與電池類似的是，金屬棒把儲存在過氧化氫分子中的化學能轉(zhuǎn)化為電能；與電池不同的是，它們繼而會把電能轉(zhuǎn)化為動能。

當創(chuàng)造自電泳顆粒時，并沒有特別限定這種顆粒是鉑還是金。由其他金屬制成的金屬棒也可以在過氧化氫溶液中實現(xiàn)自驅(qū)動，在每種情形下，對電子親和力較小的金屬會在運動過程中面向前進的方向。對于金-鉑雙金屬棒來說，鉑端總是引領(lǐng)金屬棒的運動。而且，兩個金屬間的電子親和力的差異越大，電子遷移的驅(qū)動力越大，游泳速度也越快。因此，電化學測量可以預(yù)測雙金屬棒自驅(qū)動運動的方向和速度。

圖2 鉑-金雙金屬棒在過氧化氫溶液中發(fā)生了自電泳

研究者已經(jīng)在其他工程系統(tǒng)中觀察到利用相同物理原理和不同能量源的自電泳現(xiàn)象。例如，碳纖維（大約長1厘米、直徑7微米）在葡萄糖溶液中的自驅(qū)動也是同樣的機理。陽極涂覆能分解葡萄糖的催化劑，陰極涂覆另一種不同的催化劑，電子通過碳纖維傳導(dǎo)，氫離子從陽極向陰極遷移。氧氣與氫離子和電子在陰極結(jié)合而生成水。如果金屬棒兩端的電連接斷開，借助自電泳機制實現(xiàn)的自驅(qū)動運動就會停止。

水和紫外線也可以用作自電泳的能量源。在紫外線照射下，一半鍍金的二氧化鈦微球可以在純凈水中自我推進，二氧化鈦端朝著前進的方向。當二氧化鈦在紫外線照射下，會發(fā)生電子-空穴的分離。朝著二氧化鈦導(dǎo)帶移動的電子比它們在金端可能具有的能量更高，所以電子電流從二氧化鈦端流向金端。與此同時，電化學電荷遷移反應(yīng)在二氧化鈦和金表面發(fā)生，并產(chǎn)生自生電場推動自驅(qū)動運動。

人造微型游泳器（包括自電泳的微型游泳器）可以通過工程方法實現(xiàn)超過1毫米（100個自身長度）每秒的游動速度。相比之下，法拉利488跑車的最大行駛速度是205英里/小時，也就是大約只有每秒20個跑車長度。顆粒的運動速度一般隨著燃料濃度的增加而增加，因為驅(qū)動運動的燃料濃度越高，反應(yīng)速度越快。在燃料濃度足夠高時，顆粒的運動速度趨于平穩(wěn)，主要是由于兩個原因：首先，金屬表面上可發(fā)生反應(yīng)的點的數(shù)量是有限的；其次，大多數(shù)反應(yīng)會產(chǎn)生氧或氫分子的氣泡，當反應(yīng)速度很快時，氣泡會堵塞顆粒的反應(yīng)表面。

自電泳微型游泳器的一個缺點是：它們必須在鹽度很低的含水體系中運行。實驗中，即使是低濃度的溶解鹽也會大大降低游泳器的速度。不同鹽度下的計算機模擬顯示，溶解鹽會減小自生電場的大小、反應(yīng)速率和顆粒表面電荷。顆粒運動速度大致與溶液的導(dǎo)電性成反比。當鹽濃度高于很小的1 毫摩爾每升的濃度時，鉑-金雙金屬棒的運動就變得幾乎和布朗運動沒有區(qū)別。盡管如此，自電泳微型游泳器仍用于一些低鹽度的應(yīng)用，比如基于運動的水污染物檢測和去除。

更中性的動力源

泳動運動發(fā)生的前提是形成某個參量的梯度場，但不一定是電位梯度。當一個物體因化學濃度梯度而發(fā)生相應(yīng)的運動時，就會發(fā)生擴散泳動。當物體本身產(chǎn)生梯度時，物體的運動就變成了自擴散泳動。不像電泳，擴散泳動可以在中性和帶電溶質(zhì)的梯度場發(fā)生，但是，大多數(shù)研究關(guān)注的是中性溶質(zhì)。人們認為：擴散泳動自然發(fā)生在李斯特菌的移動中，也發(fā)生在通過使用肌動蛋白的不對稱聚合的一些細胞的移動中。

自擴散泳動要求游泳器誘導(dǎo)溶質(zhì)產(chǎn)生不均勻的濃度，這通常通過不對稱的表面反應(yīng)，如圖3所描述。顆粒周圍的溶質(zhì)濃度的不對稱性導(dǎo)致溶質(zhì)和顆粒之間的不平衡作用力。溶質(zhì)和顆粒之間常見的相互作用力源于位阻排斥、水合力、范德華力和靜電作用。這些力往往相對較弱，所以自擴散泳動游泳器一般比自電泳顆粒運動慢很多。

通過自擴散泳動進行游泳的設(shè)想最早于2005年提出，大致和研究者開始對自電泳鉑-金雙金屬棒運動的研究是在相同時期。拉明·戈爾斯塔尼安（Ramin Golestanian）及其英國謝菲爾德大學的合作者提出，如果球形顆粒表面上的單個反應(yīng)位點不斷產(chǎn)生不帶電荷的產(chǎn)物顆粒或分子，則它可以產(chǎn)生中性溶質(zhì)梯度。他們用關(guān)于反應(yīng)速率的函數(shù)計算出了球形顆粒的游泳速度。在這個機制提出后不久，發(fā)現(xiàn)了一個自擴散泳動的候選系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用一半鍍鉑的絕緣微球，以絕緣半球朝前、鍍鉑半球朝后的前進方式，在過氧化氫溶液中自驅(qū)動。這些游泳器的主導(dǎo)互動機制是顆粒和鉑表面過氧化物分解反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣分子之間的位阻排斥。由于顆粒與溶質(zhì)的相互作用是互相排斥的，顆粒朝著溶質(zhì)濃度低的方向運動。

此后，研究人員又研發(fā)出其他類型的活性顆粒，其顯示出更明確的自擴散泳動。其中一個系統(tǒng)使用金-二氧化硅雙面神微球，并且在二氧化硅半球上帶有催化劑。當游泳器浸入單體溶液中，催化劑使單體在受到催化的二氧化硅表面形成聚合物鏈，反過來，降低了顆粒一側(cè)的單體的局部濃度。不對稱聚合導(dǎo)致了游泳器周圍的單體產(chǎn)生濃度梯度，使得游泳器從較高濃度的一端朝著發(fā)生聚合的一端推進，同樣是通過位阻排斥的相互作用。

圖3 自擴散泳動可以在中性溶質(zhì)濃度梯度中推進顆粒

自熱泳

自熱泳是對熱泳的自發(fā)模擬，顆?；蚣毎捎诖嬖跍囟忍荻榷l(fā)生運動。在氣體中，熱泳相對直截了當。當顆粒浸入存在溫度梯度的氣體中，在顆粒的更熱一端的高溫氣體分子與顆粒表面發(fā)生更頻繁、動量更大的碰撞，所以它們推動物體朝著溫度降低的方向運動。

在液體中，顆粒一般朝著溫度更低的方向運動，和氣體中的情況一樣；但是，如果通過增加總體平均溫度或加鹽或表面活性劑來改變環(huán)境，則會導(dǎo)致顆粒朝著溫度更高的方向運動。液體中的熱泳的確切機制是研究者正在積極研究的課題。像其他自發(fā)的過程一樣，自熱泳必須由系統(tǒng)的吉布斯自由能的減少來驅(qū)動。懸浮膠體顆粒的能量的兩個主要來源是水合力和表面的離子屏蔽（ionic shielding）。在溫度較低和電解質(zhì)濃度較高的情況下，水合熵（hydration entropy）起主導(dǎo)作用，朝著較溫暖區(qū)域的運動變得在熱力學上有利。在室溫和電解質(zhì)濃度較低的情況下，離子屏蔽發(fā)揮更大作用，膠體顆粒往往朝著溫度較低的區(qū)域運動。

同其他類型的泳動自驅(qū)動一樣，自熱泳一般發(fā)生于不對稱排列的膠體顆粒。自熱泳系統(tǒng)的原型是由紅外激光驅(qū)動的金-絕緣體雙面神顆粒。這種顆粒的制備方法是：取二氧化硅或聚苯乙烯微球，在每個球體的一半表面上濺射鍍金。金屬側(cè)優(yōu)先吸收紅外輻射，變得比絕緣側(cè)更熱，溫差在周圍溶液中產(chǎn)生溫度梯度并使顆粒運動。

激光驅(qū)動的自熱泳微型游泳器的速度隨著紅外光的強度增加而增加，當紅外光關(guān)閉時，微型游泳器的運動也就停止了。用這種方式，停止和前進這兩種運動狀態(tài)在純凈水中可以實現(xiàn)。不使用化學燃料的另一個優(yōu)點是：理想狀態(tài)下，只要提供紅外光，運動就能無限持續(xù)。

復(fù)雜和集體行為

在顯微鏡下，游泳顆粒的行為與能動菌（motile bacteria）等微生物類似。它們定期改變游泳方向，并且與固體表面以及其他顆粒發(fā)生相互作用。而且，與一些細菌一樣，人造游泳顆粒會對不均勻的溶質(zhì)濃度、溫度和電磁場做出反應(yīng)。因為上述這些顯而易見的相似性，研究者付出了很大努力來研究人造游泳器的復(fù)雜和集體運動。

所有微米尺度的懸浮顆粒都會發(fā)生布朗運動，這會導(dǎo)致它們由于熱波動而發(fā)生隨機的平移和旋轉(zhuǎn)。另外，自驅(qū)動顆粒還會發(fā)生線性運動，附加到它們的平移和旋轉(zhuǎn)的布朗運動上。這種運動疊加導(dǎo)致游泳顆粒持續(xù)運動，但是朝著隨意的方向，所以它們比自由擴散的顆粒的運動范圍更大。圖4對布朗粒子和人造游泳器的軌跡進行比較，表明人造游泳器具有更大的擴散性。在10分鐘內(nèi)，被動顆?？梢詳U散到35平方微米的區(qū)域，而類似的游泳顆?？梢蕴剿鞔笥?平方毫米的區(qū)域。游泳顆粒的這種擴散能力可以用于比如輸送藥物到人體的某一區(qū)域，并且目標是廣泛散布藥物。

盡管大多數(shù)研究報告指出，人造微型游泳器在隨機擾動下以相對直線運動，其實它們也表現(xiàn)出了以嚴格圓形方式游泳的能力。它們由于其無意或有意的幾何不對稱性而進行圓形游動。當顆粒游動時，這種不對稱性導(dǎo)致一側(cè)的黏性阻力比另一側(cè)更大，所以顆粒持續(xù)朝著一個方向轉(zhuǎn)動。在短時間內(nèi)，圓形游泳器表現(xiàn)出了游泳器的大擴散性，但是久而久之，它們的有效擴散性就會下降，因為它們游完一整圈后，幾乎會游回到起初的位置。

顆粒的游動方向可以利用外部施加的場進行控制。嵌入磁性部分的游泳器將根據(jù)外部磁場做出排列。微型游泳器自身仍然會產(chǎn)生推進力，但是，會沿著與磁場一致的方向運動。通過把這兩種機制結(jié)合起來，游泳器可以被引導(dǎo)成預(yù)定運動模式，如微流體通道；這讓人想起電影《神奇旅程》中，潛水艇穿過病人簡·貝內(nèi)斯（Jan Benes）的毛細血管。

若干研究表明，游泳器還能利用同樣的磁性部分挑揀順磁顆粒并將其搬運到另一個位置，如圖4b所示。像螞蟻一樣，人造微型游泳器能夠搬運大小是自身30倍的貨物。因為游泳器的雷諾數(shù)很低，所以是貨物的大小而非重量決定了其黏性阻力。人造微型游泳器的貨物運輸能力已經(jīng)用于分選細胞或遞送載藥聚合物顆粒等用途。

圖4

游泳器通過水動力、靜電力和泳動力（phoretic forces）與表面和其他顆粒發(fā)生相互作用。遠程水動力可以驅(qū)使游泳器趨向微觀特征，使它們沿著亞微米尺度邊緣的邊界運動，以及在較大的固定球體周圍以間歇的圓形方式運動，如圖4c中的金屬棒那樣。游泳器產(chǎn)生的化學場和電場是短程的，所以它們只能影響游泳器與附近的表面或顆粒的相互作用。顆粒間相互作用可能是吸引力，導(dǎo)致顆粒聚集；也可能是排斥力，導(dǎo)致顆粒分散；并且相互作用的類型可取決于顆粒及其伴生場的相對排列。

實驗已經(jīng)表明，自泳動顆粒會顯現(xiàn)出趨向性（taxis），趨向性是指微生物感受外部刺激（通常是光或營養(yǎng)物的存在）時，向其運動或躲避的能力。像一些魚類一樣，人造游泳器可以表現(xiàn)出積極的趨流性（rheotaxis），在流體流動中逆流遷移。它們向上游游動的行為源于黏性剪切流引起的扭矩，該扭矩持續(xù)使顆粒的游動方向逆流。泳動顆粒也會顯示出正向趨重力性（positive gravitaxis），逆著重力的方向向上游動。在這種情況下，顆粒在幾何上或化學上是各向異性的。在兩種情況下，不對稱性都會導(dǎo)致質(zhì)心的位移，并產(chǎn)生使顆粒與重力場保持一致的扭矩。這樣的行為可用于設(shè)計在循環(huán)系統(tǒng)中向上游游動來輸送藥物，或是游到水體表面來補救有毒物質(zhì)泄漏的顆粒。

在醫(yī)學和環(huán)境中的應(yīng)用

現(xiàn)在，人們正在開發(fā)人造微型游泳器在醫(yī)學方面的應(yīng)用。體內(nèi)環(huán)境對此提出了挑戰(zhàn)，因為對于驅(qū)動游泳器運動的機制而言，體內(nèi)環(huán)境往往不如原始的體外環(huán)境友好。很多游泳器需要燃料，例如過氧化氫，大多數(shù)動物在游泳器游動所需的濃度下不能很好地耐受過氧化氫。此外，體內(nèi)條件通常是咸的，生物介質(zhì)中的平均鹽濃度大約為0.1摩爾/升，這就排除了自電泳作為游泳機制的可能性。

要在上述環(huán)境中推進微型游泳器，就需要替代的游泳機制。鋅、鋁和鎂微型游泳器溶解在弱酸性含水條件下并產(chǎn)生氫氣泡，從而推動游泳器前進，如圖5所示。它們不是泳動的，而是由分離氣泡產(chǎn)生的反沖力來推動。不像泳動的微型游泳器，氣泡推進的顆粒不易受溶解鹽的影響，這是這種顆粒應(yīng)用于生物體的主要優(yōu)點。

來自美國加利福尼亞大學圣迭戈分校（UCSD）的約瑟夫·王（Joseph Wang）研究組的幾項概念驗證研究表明，可以在體內(nèi)使用酸性水驅(qū)動的氣泡游泳器來為小鼠輸送有效治療荷載。他們利用鎂顆粒溶解在胃酸中產(chǎn)生的氣泡來推進鎂顆粒。鎂顆粒涂有抗生素藥物克拉霉素，這種藥物用于人類對抗胃和小腸上段的幽門螺桿菌感染。此外，微型游泳器也用于在小鼠胃腸道輸送藥物（見圖4d）。這個過程依賴于給游泳器裹上一層耐酸的腸溶包衣，包衣在腸道更加中性的pH環(huán)境下會降解。游泳器穿過胃而不變，但一旦腸溶包衣脫落，就會變得能動；包衣脫落和游泳器變得能動的點取決于包衣的厚度。

圖5 氣泡推進的微型游泳器

克里斯蒂安·卡斯特魯普（Christian Kastrup）及其加拿大不列顛哥倫比亞大學的合作者使用其他自驅(qū)動微型游泳器將凝血劑輸送到小鼠和豬的嚴重出血部位。他們使用的顆粒由碳酸鹽和氨甲環(huán)酸制成，使用氣泡推進將凝血酶（一種血液凝固劑）輸送到傷口血管系統(tǒng)之內(nèi)幾毫米處。當加載活性凝血酶時，顆粒止住了多種動物模型中的術(shù)中和創(chuàng)傷性出血的嚴重出血。

設(shè)計出解決石油泄漏的補救等環(huán)境挑戰(zhàn)的游泳器也是可能的。當涂有不對稱疏水涂層的鎂顆粒與分散在海水中的微米級油滴放置在一起時，鎂顆粒游過懸浮液，而油滴吸附在游泳器的疏水表面上。通過分解海水產(chǎn)生氫氣泡來推進顆粒，類似于上面提到的胃酸推進的游泳器。如果把鐵磁金屬結(jié)合到顆粒中，則可以對顆粒進行引導(dǎo)、收集和再利用。

微型游泳器還可以通過將其用作燃料來清除化學污染物。鈀基游泳器可以利用催化還原反應(yīng)，將有毒的硝基芳香族化合物（來自染料和農(nóng)藥工業(yè)生產(chǎn)的持久、不可生物降解的污染物）轉(zhuǎn)化為無毒副產(chǎn)品。類似，在有光的情況下，二氧化鈦顆粒使用光催化反應(yīng)來破壞球芽孢桿菌孢子（與炭疽芽孢桿菌類似），從而將有機磷化合物化學毒劑降解成無害的副產(chǎn)物。

人造微型自驅(qū)動顆?？梢宰园l(fā)地與局部環(huán)境相互作用，發(fā)揮有用的功能，這聽起來就像是熱門科幻電影的素材。研究人員在理解驅(qū)動人造微型游泳器的物理學原理，以及研發(fā)在各種現(xiàn)實條件下運行的游泳器方面取得了很大進展。但是，關(guān)于游泳器的自驅(qū)動機制仍有許多未解決的問題。隨著人造微型游泳器的種類增多，它們的一般原理得到更好的理解，其在人類健康和環(huán)境方面的應(yīng)用數(shù)量將會迅速增長。