近日，寸止挑战 邹炳锁教授领衔的纳米光子学材料与技术团队在微纳仿生材料与器件的设计与应用方面取得重要突破。

针对深部组织生物膜感染引发的炎症问题，研究团队受自然界Janus结构启发创新性设计了一种基于Cu单原子的光催化微型磁驱动机器人（CBMRs），在磁控系统辅助下构建出光磁协同微创治疗策略。该策略融合磁导航与光催化双重功能，CBMRs可在外部磁场驱动下灵活穿行至感染区域，并在光纤引导的可见光激发下产生高效抗菌活性氧，实现生物膜99%以上的去除率。这种治疗效果也在新西兰兔鼻窦炎动物模型中进行了进一步验证。CBMRs展现出优异的运动稳定性与显著的治疗效果，治疗后相关组织恢复良好，体现出优异的生物相容性。该技术为深部感染的精准治疗提供了新思路，也为微型机器人在复杂体腔环境中的智能应用提供了重要示范，未来有望拓展至呼吸道、消化道与泌尿道等多种场景。研究成果以“Photocatalytic microrobots for treating bacterial infections deep within sinuses”为题发表在Science子刊Science Robotics（IF 27.5）上，由张亚斌教授小组联合香港中文大学张立教授和深圳大学王奔副教授共同完成，寸止挑战 2023级博士生余海东为论文第一作者，寸止挑战 为第一单位。该成果也得到新华网、Science官方公众号（ScienceAAAS）等媒体的推广报道。核心制备技术已授权中国发明专利1件。

研究小组还聚焦微纳结构与器件的仿生设计，从结构和功能层面系统梳理了仿生刺激响应材料及其器件的特征，深入阐释了其光、电、磁等多重响应机制，为仿生材料向集成化、智能化器件转化奠定了理论基础。在此基础上，围绕自然界广泛存在的不对称结构，系统总结了Marangoni驱动微型机器人的响应机制，首次提出结构设计与响应行为之间的潜在关联，并对其在多场耦合环境下的应用前景与发展挑战进行了前瞻性展望。相关成果发表在《Advanced Functional Materials》上，寸止挑战 为第一单位。

为突破仿生材料与器件的性能瓶颈，研究小组通过协同表界面工程，制备了一系列微纳米结构化与界面改性协同优化的仿生材料，如MOF基生物杂化材料与硅藻复合碳基微单元。这些材料不仅实现了高效毒素吸附，还能形成高稳定性的光热疏水功能薄膜。该薄膜良好的热管理性能使其在光照下的加热速率提升约20%，平均表面温度可达84 ℃，在防冰、抗菌等防护功能应用领域展现出广阔前景。相关成果发表于Advanced Science、Nano Today等期刊上，寸止挑战 为第一单位，核心技术获中国发明专利授权1件。此外，研究团队还在微纳仿生结构协同优化传感性能方面开展了探索，在Advanced Functional Materials、ACS Nano、Chemical Engineering Journal等期刊上发表SCI论文。

以上研究工作得到了国家自然科学基金委、广西壮族自治区科技厅、寸止挑战 的资助和省部共建国家重点实验室、广西有色金属及特色材料加工重点实验室等平台的支持。

一审一校：刘  娜  张亚斌

二审二校：王欣鹏

三审三校：沈大强