3.1.3 复合制备技术
为结合不同材料的优势，复合制备技术逐渐成为研究热点：
- 生物矿化：利用生物分子调控无机材料的生长，如通过DNA模板引导金纳米颗粒的有序排列，形成具有光学响应性的纳米结构。
- 层层自组装（LbL）：交替沉积带相反电荷的材料（如聚合物与纳米粒子），构建多层复合结构，可精确调控纳米机器人的尺寸与功能涂层（如靶向分子、药物层）。
3.2 驱动系统技术
驱动系统是纳米机器人的“动力源”，其核心挑战是在纳米尺度下实现可控运动。根据能量来源的不同，驱动技术可分为外部驱动与自主驱动两类。
3.2.1 外部驱动技术
依赖外部能量场（光、磁、声、电）提供动力，具有调控精度高、易于集成的优势：
- 磁驱动技术：利用磁场对磁性材料的作用力实现驱动，是目前最成熟的纳米机器人驱动方式。其原理是：当磁性纳米机器人处于非均匀磁场中时，会受到与磁场梯度成正比的驱动力（F=∇(m·B)，其中m为磁矩，B为磁感应强度）。通过控制磁场的大小、方向与梯度，可实现纳米机器人的平移、旋转与集群运动。2022年，德国马克斯·普朗克研究所团队开发的“磁控螺旋纳米机器人”，通过旋转磁场驱动螺旋结构旋转，在模拟血管中实现了逆血流运动，速度达500纳米/秒。
- 光驱动技术：基于光热效应或光机械效应实现驱动。例如，金纳米颗粒在近红外光照射下会产生局部热效应，引发周围流体对流，推动纳米机器人运动；而偶氮苯等光敏分子可在光照射下发生构型变化，产生机械力驱动机器人变形。光驱动的优势是时空分辨率高（可达毫秒级、微米级），但穿透深度有限，适用于体表或浅层组织。
- 声驱动技术：利用超声波的机械振动或声流效应驱动运动。当超声波作用于纳米机器人时，机器人表面会产生压力差，形成定向驱动力。声驱动的穿透深度大（可达数厘米），适用于体内深部组织，但精度相对较低。2024年，浙江大学团队利用聚焦超声波驱动纳米机器人在小鼠肝脏内实现了靶向聚集，为深部肿瘤治疗提供了新方案。
3.2.2 自主驱动技术
利用内部或环境中的能量（化学能、生物能）实现自主运动，适用于无法外部干预的场景：
- 化学驱动：通过催化化学反应（如过氧化氢分解为水和氧气）产生气体推力或流体对流，驱动机器人运动。例如，铂纳米颗粒可催化H₂O₂分解，在其表面形成气泡或浓度梯度，推动纳米机器人自主移动，速度可达10微米/秒。这种驱动方式无需外部设备，但依赖燃料（如H₂O₂）的存在，且可能对生物组织产生毒性。
- 生物驱动：利用生物自身的运动能力，如将纳米机器人与细菌、精子等微生物结合，通过微生物的自主游动实现驱动。德国德累斯顿工业大学团队在2016年将药物载体与趋磁细菌结合，细菌可在磁场引导下游向肿瘤组织，实现靶向给药，且细菌的代谢活动可为机器人提供持续动力。
- 渗透压驱动：利用纳米机器人内外的浓度差产生渗透压，驱动液体流动或结构变形。例如，水凝胶基纳米机器人在不同pH环境中会因吸水/脱水发生体积变化，实现“膨胀-收缩”式运动，可用于智能释药（如在酸性肿瘤微环境中释放药物）。
