磁力で駆動されるマイクロ・ナノロボット　Huaijuan Zhou et al

論文紹介

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8154323/　

Chem Rev. 2021 Apr 28; 121(8): 4999–5041. Published online 2021 Mar 31. doi: 10.1021/acs.chemrev.0c01234　PMCID: PMC8154323　PMID: 33787235

Magnetically Driven Micro and Nanorobots

Huaijuan Zhou,^† Carmen C. Mayorga-Martinez,^† Salvador Pané,^‡ Li Zhang,^§ and Martin Pumera *^†^⊥^¶^#^∥

Author information

^†Center for Advanced Functional Nanorobots, Department of Inorganic Chemistry, University of Chemistry and Technology Prague, Technicka 5, 166 28 Prague 6, Czech Republic

^‡Multi-Scale Robotics Lab (MSRL), Institute of Robotics and Intelligent Systems (IRIS), ETH Zurich, Tannenstrasse 3, 8092 Zurich, Switzerland

^§Department of Mechanical and Automation Engineering, The Chinese University of Hong Kong, Hong Kong 999077, China

^⊥Department of Medical Research, China Medical University Hospital, China Medical University, No. 91 Hsueh-Shih Road, Taichung 40402, Taiwan

^¶Department of Chemistry and Biochemistry, Mendel University in Brno, Zemedelska 1, CZ-613 00 Brno, Czech Republic

^#Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Yonsei University, 50 Yonsei-ro, Seodaemun-gu, Seoul 03722, Korea

^∥Future Energy and Innovation Laboratory, Central European Institute of Technology, Brno University of Technology, Purkyňova 656/123, Brno CZ-612 00, Czech Republic

^*Email: moc.liamg@hcraeser.aremup.

要旨

さまざまな流体環境におけるマイクロ・ナノスイマーの操作やナビゲーションは、化学物質や外場、さらには運動する細胞によって実現することができる。多くの研究者は、磁場をアクティブな外部アクチュエーション源として選択してきた。これは、このアクチュエーション戦略の利点である、遠隔かつ時空間的な制御、無燃料、高度な再構成可能性、プログラム可能性、リサイクル可能性、および多用途性に基づいている。

本レビューでは、磁気マイクロ/ナノロボット（ここでは「マグロボット」と呼ぶ）の基本的なコンセプトと利点を紹介するとともに、磁場と磁性材料の基礎知識、磁気操作のためのセットアップ、磁場の構成、効果的な動きのための対称性の破れた戦略などを紹介する。

これらの概念は、マイクロ/ナノロボットと磁場の相互作用を説明するために議論される。鞭毛に触発されたたマグロボットの作動メカニズム（コークスクリューのような動き、進行波状の運動、毛様体のストロークの動きなど）や表面を歩くロボット（表面支援の動きなど）、他の推進方法における磁場の応用、運動を超えたマイクロ/ナノロボットの磁気刺激について説明し、続いて（準）球状、らせん状、フレキシブル、ワイヤー状、バイオハイブリッドのマグロボットの製作技術を紹介する。

また、マグロボットの応用例として、ドラッグ/ジーンデリバリー、細胞操作、低侵襲手術、バイオプシー、バイオフィルム破壊/除去、画像誘導デリバリー/治療/手術、環境修復のための汚染除去、(バイオ)センシングについてもレビューしている。最後に、磁気を利用した小型モーターの開発における現在の課題と将来の展望について述べている。