[发明专利]一种通过磁性基板轨道来控制磁性微纳机器人运行的方法

说明书

本发明公开了一种通过磁性基板轨道来控制磁性微纳机器人运行的方法，包括：在基板上设计磁性轨道单元内的磁化方向随外加旋转磁场调控的磁性轨道；向磁性轨道施加外加旋转磁场，调控磁性微纳机器人在磁性轨道上行进或停止。根据磁铁具备同极相斥、异极相吸的特性，通过制备磁性方向随外加磁场调控的磁性轨道，实现同样具备磁性N/S极特性的磁性微纳机器人与轨道之间的相吸或相斥，从而使其沿着轨道实现行进或停止。即各种具有磁性N‑S极特性的磁性微纳机器人可沿基板上的磁轨道行进，通过外加旋转磁场造成轨道上的磁化方向不同，使具有磁性N‑S极特性的微纳机器人因旋转磁场而沿特定磁轨道行进或停止，从而实现磁性微纳机器人及其精准的传输及定位。

技术领域

本发明涉及磁性微纳机器人运行技术领域，更具体的涉及一种通过磁性基板轨道来控制磁性微纳机器人运行的方法。

背景技术

现有微纳尺度下机器人的运动主要通过光控、周围环境pH值变化、交变磁场、温度等控制，其不能实现精准的传输及定位。

发明内容

本发明实施例提供一种通过磁性基板轨道来控制磁性微纳机器人运行的方法，用以解决上述背景技术中提出的技术问题。

本发明实施例提供一种通过磁性基板轨道来控制磁性微纳机器人运行的方法，包括：

通过外加旋转磁场来调控磁性轨道单元内的磁化状态；

通过磁性轨道单元内磁化状态的改变与磁性微纳机器人产生同极相斥力与异极相吸力，调控磁性微纳机器人在磁性轨道上行进或停止；

通过磁性轨道单元内磁化状态的翻转磁场或矫顽场大小来调控部分轨道路径通行与不通行。

进一步地，所述磁性基板轨道为固定于基板上一连串排列的磁性轨道单元。

进一步地，通过微纳尺度下的微纳加工技术、3D打印技术、微结构雕刻技术、压印技术，在基板上制备一连串排列的磁性轨道单元。

进一步地，所述磁性轨道单元的形状包括：规则立体形状、不规则立体形状、规则形状薄膜及不规则形状薄膜，其中，所述规则立体形状及规则形状薄膜的横截面为：正三角形或正四角形或圆形或正多边形；所述不规则形状及不规则形状薄膜的横截面为：多曲线构成的形状、或多曲线与多直线构成的形状。

进一步地，所述磁性轨道的轨道路径种类包括：直线形路径、垂直转弯形路径、弧形路径、圆形路径、抛物线形路径中的一种或多种的组合，其中，组合轨道路径通过变换各段路径的角度进行衔接。

进一步地，所述磁性微纳机器人为具有净磁矩或单磁区特性的微纳机器人。

进一步地，所述磁性微纳机器人包括：单层磁性微纳机器人、双层磁性微纳机器人、磁性薄膜堆叠设计的多层磁性微纳机器人、磁性立体形状设计的磁性微纳机器人；

所述双层磁性微纳机器人、所述磁性薄膜堆叠设计的多层磁性微纳机器人、所述磁性立体形状设计的磁性微纳机器人，均采用同种或不同种的磁性材料与部分非磁性材料组合而成。

进一步地，所述磁性微纳机器人能够表面修饰不同种生物分子、细胞或抗体来捕捉、收集或运输特定的分子、抗原、抗体、细胞或小有机体。

进一步地，所述磁性微纳机器人的每步行进距离根据磁性轨道间距和磁性微纳机器人的长度进行调控。

进一步地，所述磁性微纳机器人能够通过磁性轨道单元内磁化状态的翻转磁场或矫顽场大小来调控磁性微纳机器人在部分轨道路径通行与不通行。

本发明实施例提供一种通过基板轨道来控制磁性微纳机器人运行路径的方法，与现有技术相比，其有益效果如下：