纳米技术获重大突破，微型马达问世，有望引发医学领域革命

今日新闻 2025年09月22日 16:34 0 admin

2025年，全球纳米科技领域传来重磅消息：瑞典哥德堡大学团队打破传统微机械极限，成功打造出直径仅0.016毫米的光驱动微型马达。根据世界知识产权组织（WIPO）2024年的统计，全球与微纳马达相关的专利数量同比增长了38%。微观世界的突破，正悄然改变着医学、芯片、智能设备等多个行业的未来版图。

微纳尺度的极限突破

微型马达的出现并非偶然。上世纪末以来，各国实验室一直在攻坚更小型、功能更强的微型机械系统。过去三十年，传统机械传动始终受制于0.1毫米的尺寸瓶颈。美国麻省理工学院、德国马克斯·普朗克研究所等机构曾发布多篇论文，证实传统机械传动在更微小尺寸下效率骤降，无法有效驱动。

2025年，哥德堡大学研究团队另辟蹊径，摒弃了传统机械传动方式。他们采用光学超材料技术，结合先进硅基光刻工艺，首次在芯片上制造出直径仅为16微米的光子超材料齿轮。激光照射下，这些微观齿轮不仅能够旋转，还可以通过调整光的偏振和强度，实现方向和速度的灵活控制。这个突破意味着，微型马达的直径已经与人类头发丝相当，甚至达到与单个人体细胞近似的尺度。

光驱动下的全新想象空间

传统微型机械系统需要复杂的联轴器和固定部件，限制了进一步集成的空间。而光驱动技术则完全颠覆了这一格局。研究人员通过构建光学超材料结构，让激光“隔空”驱动齿轮，实现了无接触、高精度、可控性极强的动力传递。微型马达不仅可以带动链式结构，实现机械能的多级传递，还能够将旋转运动转化为周期性的直线运动，甚至精确操控微型镜片偏转光线。

据《自然·纳米技术》2024年12月刊报道，微型马达的集成和扩展能力让“芯片上的实验室”概念成为现实。科学家们可以将这种极小的马达直接植入芯片内部，搭建多功能的微型系统。由于激光驱动无需接触，系统的复杂性和可靠性大大提升，工程师甚至有望批量制造功能更为复杂的微系统，为智能医疗器械、微型机器人、传感器等新兴领域打开全新局面。

医学应用的革命性前景

微米级马达的诞生为医学界带来了前所未有的遐想空间。微观尺度的机械动力装置或许能够直接进入人体内部，执行传统医疗器械难以胜任的任务。权威期刊《Science Translational Medicine》2025年3月特刊披露，微型马达最有希望的用途之一是作为体内微型泵，用于调节组织液、药物甚至基因治疗载体的精准输送。

哥德堡大学团队成员王干博士在接受德国《明镜周刊》采访时表示：“我们正在测试这些马达在模拟血管环境下的流体调节功能。通过光驱动方式，医生可以远程控制体内装置，实现微创、定向的生理干预。”目前，微型马达的尺寸已可缩小至16-20微米，与红细胞直径十分接近，为其在血管、淋巴等极细微环境下的应用奠定了基础。

不仅如此，随着生物材料与微机电系统（MEMS）技术的进一步融合，未来微型马达有望承担更多复杂任务。例如，通过与纳米传感器集成，实现疾病早期诊断、微创清除血栓、甚至精准介入癌细胞等前沿治疗方案。国际医疗机器人联盟（IMRA）2025年6月报告指出，全球医疗微机器人市场规模已突破42亿美元，预计五年内将保持年均25%以上增长。