使用智能纤维导航复杂的生物系统

单个有源设备中的集成执行器和传感器为开发机器人、假肢和微创手术工具提供了引人注目的功能。但是，在微观尺度上检测这些设备受到当前制造技术的限制。

现在，一组研究人员开发了一种基于聚合物的柔性可驱动纤维，能够与智能材料和生物传感复合材料集成。该技术可能会在柔软和灵活的机器人领域带来技术进步，从而为实现高精度操作的闭环控制开辟可能性。

他们的研究细节于23年2023月<>日发表在ACS应用工程材料上。

东北大学交叉科学前沿研究所(FRIS)副教授郭媛媛博士领导了该团队。“我们的微尺度纤维集成了致动和传感功能，可以实现智能导管的使用，”郭说。

该团队通过应用预制棒到光纤热拉伸工艺来生产光纤。电信行业已采用热拉伸来生产光纤，最近还用于制造用于生物医学应用的多材料和多功能光纤。尽管许多重要功能(例如电极，光学器件和通道)可以包含在光纤中，但它们仅限于无源模式。

为了解决这一限制，该团队嵌入了形状记忆合金(SMA)线。SMA的形状记忆效应使光纤具有高机械驱动。

此外，他们将光纤与碳基复合材料集成在一起，以实现生化传感。传感器能够对电活性分子具有固有的高灵敏度。

利用分叉容器模型，该团队还成功地使用可致动的光纤传感器接近分支容器并捕获局部化学信息以进行诊断。

展望未来，郭和她的团队希望提高纤维的运动自由度。