碳基不对称多孔微纳机器人是一种具有不对称、中空、多孔结构的纳米碳材料，其可以作为近红外光驱动的智能纳米货车，实现货物的可控装载和卸载。这种材料是通过动力学调控界面超组装策略制备的，即通过精确调控两种前驱体（二氧化硅和酚醛树脂）的聚合速率，使其在同一反应体系中进行竞争成核和生长，形成不对称复合材料，然后经过高温碳化和除去二氧化硅的步骤，得到最终产品。

这种材料具有以下特点：

结构不对称：一个光滑实心的小半球壳和一个具有多孔结构的大半球壳，使其在近红外光照射下产生温度梯度和反推力，实现自热泳运动。

空腔大：中空结构为货物的装载提供了空间，同时也降低了材料的密度，提高了其运动速率。

孔道丰富：多孔结构为货物的卸载提供了通道，同时也增加了材料的比表面积和容量，提高了其负载率和光热效果。

易表面修饰：碳基材料可以通过简单的化学反应进行表面修饰，增加其亲水性、靶向性和生物相容性。

这种材料在生物应用方面的案例：

货物装载与卸载：抗癌药物阿霉素（DOX）作为货物模型分子与相变材料（熔点为39℃）一起封装在材料内部，在近红外光照射下，相变材料熔化并与DOX一同释放出来，实现可控卸载。

化疗与光热治疗：释放出来的DOX可以进行化学治疗，同时材料自身的光热效果也可以达到光热治疗的效果，在化疗与光热治疗的协同作用下，其治疗效果最优。

生物操作与生物制造：利用微纳机器人技术对生物细胞或人工组织进行微纳操作或微纳加工，如细胞捕获、分离、转染、操控、打印等。

参考文献：

Reference Documentation:

[1]Lei Xie, Zhenyu Wang, Yuxin Liu, Zhiyuan Zhang, and Biao Kong*, Kinetics-Controlled Super-Assembly of Asymmetric Porous and Hollow Carbon Nanoparticles as Light-Sensitive Smart Nanovehicles, J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 2, 1079–1088. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c10391

[2]Biao Kong*, Lianqing Liu*, and Wen Jung Li*, Robotic Micro/Nano-Bioassembly and Biomanufacturing, IEEE Transactions on Automation Science and Engineering, 2020, 17(2): 1004-1019. https://ieeexplore.ieee.org/document/8976871