在微型机器人技术中，如何在纳米尺度实现精准运动控制一直是难点。传统形状记忆材料可以通过温度或磁场改变形态，但在微观尺度上难以做到可控、可重复的精细操控。针对该问题，康奈尔大学刘清坤教授团队提出一种基于铂薄膜电化学氧化还原的驱动方法，相当于为纳米材料加上可编程的“开关”。团队通过施加正电压促使氧原子嵌入铂薄膜，使材料发生定向弯曲；撤去电压后，氧原子形成势垒，将新形态锁定；再施加负电压，材料即可快速恢复原状。借助这一机制，厚度仅约30个原子的二维薄膜可被折叠为半径约500纳米的复杂三维结构，整体厚度约为普通打印纸的万分之一。实验显示，该纳米驱动器可在100毫秒内完成折叠，并在数千次循环中保持稳定工作。该成果的关键价值在于为微型机器人提供了可用的核心驱动方案。当机器人缩小到细胞量级时，传统机械结构难以延续，而这种自折叠纳米机器人具备快速响应和可定位特性，可在玻璃、硅片及活体细胞培养皿表面实现精准定位，为生物医疗应用打开空间。例如，未来有望发展能在血管内自主导航的微型机器人，用于靶向给药或受损组织的原位修复。值得一提的是，这并非该团队首次在微型机器人领域取得标志性进展。其此前研发的“最小步行机器人”曾获得吉尼斯世界纪录认证。本次工作深入把功能单元推进到更小尺度，并为规模化制造提供路径。研究人员表示，结合半导体工艺，可在晶圆上批量制造数百万个纳米机器人，并通过预设程序自动组装为更复杂的微纳系统。
从纸鹤的手工折叠到纳米尺度的可编程形变，“结构如何改变功能”的探索正在加速。微型机器人竞赛的重点不仅是尺寸更小，更在于在有限尺度内实现可靠驱动、精确控制与可验证的安全性。随着材料、工艺和系统集成持续突破，面向生命健康与精密制造的微型装备有望从实验验证走向更明确的应用场景。