来自中国和美国的科学家团队正在率先研发气泡驱动机器人，这种机器人未来有望取代针头，实现无痛人体药物输送。受自然界的启发，研究人员开发了一种新技术，利用液体中气泡破裂时释放的能量，这一过程被称为空化。

自然界进化出了巧妙地利用空化效应进行运动的方式。研究团队在《科学》杂志上发表的研究中，详细介绍了如何利用空化技术作为微型机器人的推进系统。他们用二氧化钛、聚吡咯和碳化钛制造了毫米大小的机器人，称为“跳跃者”，当受到激光照射时，这些机器人会迅速升温。

这导致装置周围的液体形成气泡，气泡迅速膨胀，然后突然破裂，释放出足够的能量，将装置发射到1.5米高的空中，起飞速度超过每秒12米。

科学家表示：“空化过程中大量能量的快速传输会产生巨大的力量和加速度，从而为发射的物体赋予高动能。”

除了展示其跳跃能力外，科学家们还展示了这项技术的多功能性和可控性。通过改变激光照射设备的位置，团队可以精确控制其发射方向和距离。这种发射机制不仅限于激光，还可以通过超声波和电火花激活。研究团队甚至创造了能够以每秒12厘米的速度在水面上移动的“游泳者”。

挑战与应用

这项技术可用于驱动微型机器人和执行器，克服传统弹簧系统无法储存大量能量或释放速度不够快的局限性。然而，这些跳线目前仍处于概念验证阶段，还远未达到能够快速送入患者血液输送药物的程度。此外，仍存在一些挑战，例如如何在人体等复杂环境中控制空化现象，以及如何确保材料的生物相容性。

尽管面临诸多挑战，这项技术在医学领域之外仍拥有众多潜在应用。例如，气泡驱动机器人可用于精密组装电子和生物医学设备中的微小部件。它们还可以用于在狭窄、难以触及的空间内检查和维修管道或机械。

空化作用曾被认为是一种破坏性的过程，但现在科学家已经找到了一种方法，将其巨大的力量应用于新一代微型机器人。