研究人员创造出微小的、类似车辆的结构，这些结构可以被微小的藻类操控。海藻被装在与微型机器相连的篮子里，这些机器经过精心设计，留有足够的空间让藻类继续游泳。研究团队开发了两种类型的交通工具：一种是像车轮一样旋转的“旋转器”，另一种是旨在向前移动的“踏板车”，但在测试中，踏板车的移动表现出意外的复杂性。该团队计划为下一代微型机器尝试不同的、更复杂的设计。未来，这些微型藻类团队可能会用于微观环境工程和研究。
在这一研究中，东京大学信息科学与技术研究生院的学生清水直人（Naoto Shimizu）发起了项目。他表示：“我们受到启发，试图利用莱茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii），这是一种非常常见的藻类，其快速和无限制的游泳能力给我们留下了深刻的印象。我们现在已经证明，这些藻类可以在不影响其移动性的情况下被捕获，这为推动可用于工程或研究目的的微型机器提供了新的选择。”
这些微型机器是通过一种名为双光子立体光刻的3D打印技术制造的。这种打印机利用光从塑料中制造微结构，研究的尺度为1微米，相当于0.001毫米。研究团队指出，优化篮状陷阱的设计是最具挑战性的部分，以确保藻类游进去时能够有效捕获并留住它们。
捕集器连接在两种不同的微型机器上。第一种是滑板车，配有两个陷阱，每个陷阱中都有一种藻类，外观类似于《星球大战》中的飞艇。第二种被称为旋转器，具有四个陷阱，可以容纳四种藻类，形状类似于摩天轮。篮子的大小和形状允许藻类的两个鞭毛（小的、像鞭子一样的附属物）继续移动，从而推动机器前进。
研究团队观察到，旋转器表现出平滑的旋转运动，而滑板车的表现则出乎意料。项目研究助理Haruka Oda解释道：“我们原本认为滑板车会朝一个方向移动，因为藻类也朝同一方向。然而，我们观察到了一系列不稳定的滚动和翻转运动。这促使我们进一步研究多种藻类的集体运动如何影响微型机器的运动。”
研究人员指出，与其他生物驱动的机器相比，这些微型机器的主要优点在于机器和藻类均不需要任何化学修饰，藻类也不需要外部结构来引导它们进入陷阱。这使得微型机器的运动更加自由，并简化了操作过程。
目前尚不清楚这些微型机器及其藻类能存活多久并继续发挥作用。单个莱茵衣藻的存活时间约为两天，繁殖可产生四种新的藻类。实验持续了几个小时，在此期间，微型机器保持了其形状。
接下来，研究团队希望增强旋转器的性能，使其旋转得更快，并创造出更复杂的新机器设计。项目监督者Shoji Takeuchi教授表示：“这里开发的方法不仅对可视化藻类的个体运动很有用，还可以开发一种工具来分析它们在受限条件下的协调运动。这些方法有潜力在未来发展成为一种技术，用于水生环境的环境监测，以及利用微生物进行物质运输，例如移动水中的污染物或营养物质。”
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希望本篇文章《微生物驱动的纳米机器人》能对你有所帮助！
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