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  昆蟲機器人可以進行高效的自由移動，具有可操控性高、支持無線通訊等特點，在軍事偵察、環境監測、遙感技術以及生物醫學工程等前沿領域受到研究人員的廣泛關注。受自然界昆蟲的啟發，基于各種設計原理和驅動策略的仿生機器人被成功制備，包括：形貌類似昆蟲的機器人、具有先進運動系統的機器人、體積小巧的新概念軟體機器人等。例如，隱翅蟲（rove beetle）可以通過在尾部釋放化學物質，由此形成的表面張力梯度可以產生快速逃離的推動力，在水面上推進隱翅蟲。與傳統的機械驅動策略不同，在空氣-水界面的Marangoni效應驅動不需要特殊的功能材料或微納米結構，這種驅動方式可以使得機器人能量的直接轉化和自由無栓運動。因此，在開發昆蟲尺度的Marangoni效應驅動的機器人方面具有巨大的潛力。

  Marangoni效應驅動的本質是構建表面張力梯度，表面張力大的液體對相對于表面張力小的液體對周圍液體的拉力更大。因此，液體表面的漂浮物會朝著表面張力大的方向移動。基于這一原理，已經成功地制備出基于物理Marangoni效應和化學Marangoni效應驅動的機器人。對于物理Marangoni效應驅動機器人，可以通過熱或者光提高局部的溫度，改變局部的表面張力，實現機器人的推動。對于化學Marangoni效應驅動的機器人，其推動過程是一個動態的過程。化學燃料（如：酒精、樟腦酸等）加載在機器人身體上，逐漸釋放產生表面張力梯度，驅動機器人產生類似隱翅蟲快速移動。相對于光熱Marangoni效應，化學Marangoni效應無需光熱轉換這一過程。因此，化學Marangoni效應驅動響應更快，并且可以產生更大的驅動力，對于Marangoni效應驅動的機器人具有很大的潛力。然而，化學Marangoni效應流體驅動具有復雜的流體模式，其推動的方向是隨意而不確定的，這使得化學Marangoni效應驅動過程在液體表面產生不穩定和不可控的二維湍流。目前，基于化學Marangoni效應驅動技術控制機器人存在巨大的挑戰，嚴重限制他們在機器人技術領域的應用。

  最近，吉林大學張永來教授團隊采用激光直寫技術和軟模板轉寫技術相結合的方法制備了嵌入微流控通道（T型結和特斯拉閥）和光熱腔（基于石墨烯&PDMS的光熱復合物空氣室）的可控Marangoni效應驅動的仿生游泳機器人（圖1）。在可控燃料釋放開關的光熱空氣室的幫助下，實現了游泳機器人的按需推進。以Marangoni效應驅動的游泳機器人為運動平臺，作者進一步在機器人身上集成了微型無線攝像機，并將其放置在自然環境中，演示了在自然環境下的靈活操作和對環境的監控過程（圖2）。機器人在自然環境中攜帶攝像頭成功越過障礙，游泳機器人上的無線攝像頭可以捕捉環境圖像，并將視頻信息發送到研究人員的手機等移動設備上面。移動設備無需聯網可直接與無線攝像頭鏈接，增加了信息傳輸過程中的安全性。從傳輸回來的圖像信息中很容易觀察到環境中的藍天、白云、鳥等信息。本研究為通過化學Marangoni效應驅動技術開發游泳機器人提供了一種新的方案。

  原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202208677