Учёные создали программируемые частицы, меняющие форму под действием электрического поля

Исследователи из Университета Колорадо в Боулдере разработали микроскопические частицы, вдохновлённые микроорганизмами, которые способны менять форму и самостоятельно двигаться в ответ на электрические поля, подобно живым существам.

В будущем такие «активные частицы» можно будет использовать в качестве микророботов для доставки лекарств в труднодоступные области тела или для создания крупномасштабных динамических материалов с функциями самовосстановления. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications в январе 2026 года.

Это открытие открывает новые возможности для точного, программируемого управления микророботами, позволяя им адаптировать своё движение к различным средам или задачам, — сказал соавтор работы Джин Гюн Ли.

Частицы размером до 40 микрометров состоят из двух слоёв: мягкого гидрогеля, который набухает или сжимается при изменении температуры, и твёрдого стеклообразного материала. Разница в набухании заставляет частицу изгибаться, меняя форму.

Помещённые в воду в переменном электрическом поле, частицы ориентируются в определённом направлении. Поле поляризует их, вызывая асимметричный поток ионов, что и приводит к управляемому движению. Изменяя температуру воды, учёные могут обратимо менять форму частиц и, следовательно, направление и тип их движения в реальном времени.

Один из потенциальных вариантов применения — медицинские микророботы для адресной доставки препаратов. Также технология может найти применение в биомедицинских устройствах, гибкой электронике и сенсорах.

Мы верим, что эта работа открывает дверь для нового класса активной материи, которая приблизит нас к воспроизведению динамики живых систем и её практическому применению в реальном мире, — отметил соавтор исследования Си. Уайатт Шилдс.