新研究

大米Cd(II)無干擾檢測新方法

合肥智能機(jī)械研究所黃行九和安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所趙南京組成的研究小組通過將電化學(xué)方法與激光誘導(dǎo)擊穿光譜（LIBS）聯(lián)用實(shí)現(xiàn)了對大米中痕量污染物Cd(II)無干擾檢測，此聯(lián)用法為復(fù)雜樣品重金屬離子檢測提供了新的思路。

據(jù)報(bào)道，中國市場10%的大米存在Cd(II)污染問題，傳統(tǒng)的電化學(xué)檢測方法可以用于Cd(II)的檢測，然而卻無法克服來自共存離子Cu(II)和Mn(II)的干擾，因此，研究小組的研究方向是建立新的檢測平臺以提高Cd(II)檢測的準(zhǔn)確性和選擇性。

首先，利用電化學(xué)方法使大米消解液中Cd(II)以Cd(0)的形式富集在工作電極表面，然后利用LIBS對工作電極上的Cd(0)進(jìn)行定量分析，最終得到大米中Cd(II)的含量。在該方法中，氧化石墨烯(GO)通過層層組裝的方法修飾在工作電極表面以提高Cd(II)電富集的效率。在pH = 6.0的弱酸條件下，GO表面的羧基(COOH)去質(zhì)子化形成COO-使得GO表面帶負(fù)電荷。電化學(xué)富集過程中，對工作電極施加的負(fù)電壓會(huì)在電極周圍形成負(fù)電場，Cd(II)在電場的驅(qū)動(dòng)下從溶液中轉(zhuǎn)移到工作電極上，并通過靜電吸引力吸附在GO表面，隨后這些Cd(II)被還原成Cd(0)固定在工作電極表面。

大米消解液中主要有Ca(II),Cu(II), Mg(II), Mn(II), Na(I), Zn(II),Ni(II)和K(I)，干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，這些離子對Cd(II)的LIBS檢測均無明顯影響。此外，聯(lián)用法將傳統(tǒng)LIBS方法的檢測下限降低了3個(gè)數(shù)量級，靈敏度提高了近3個(gè)數(shù)量級。

微納機(jī)器人中的新成員——生物細(xì)菌機(jī)器人

沈陽自動(dòng)化研究所微納米研究小組融合納米技術(shù)、生物技術(shù)與機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)，提出了一種利用生物細(xì)菌作為機(jī)器人本體，通過群體控制完成微納作業(yè)任務(wù)的新思路。

利用具有趨光性的可游動(dòng)藻類細(xì)胞作為運(yùn)動(dòng)可控的單體微型機(jī)器人，基于布朗運(yùn)動(dòng)理論對群體機(jī)器人運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的集群效應(yīng)作用力進(jìn)行理論分析和建模，通過光路的設(shè)計(jì)和光斑誘導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)群體機(jī)器人的控制，進(jìn)而完成對微小物體的準(zhǔn)確抓取、定向移動(dòng)和定點(diǎn)釋放。由于生物細(xì)菌具備從溶液中直接高效率將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的特點(diǎn)，因此一定程度上解決了微小機(jī)器人的能源供給問題。同時(shí)，由于操控是依靠微型機(jī)器人群體產(chǎn)生的類布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，因此該操控方法降低了對被操作物體材料和形狀的要求，提升了操作的適用性、靈活性和效率。

微納機(jī)器人是機(jī)器人領(lǐng)域的前沿方向，在無創(chuàng)手術(shù)、藥物輸運(yùn)、微納制造等方面具有廣泛應(yīng)用前景，然而受機(jī)器人本體尺寸、材料性能等因素的影響，微納機(jī)器人的能源供給、驅(qū)動(dòng)控制、作業(yè)靈活性等問題依然是當(dāng)前面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。針對這些問題，研究小組期望利用新的物理和生物原理，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人感知、驅(qū)動(dòng)和控制性能的提升。