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挑战纳米马达应用难题 哈工大贺强教授团队研究成果发表于《德国应用化学》

关键词:纳米马达



2018-07-12 来源:中国化学仪器网 点击


基础与交叉科学研究院微纳米技术研究中心贺强教授团队在光驱动纳米马达领域取得新进展,研究成果以“光驱动炭基瓶状纳米马达的非连续超扩散动力学”为题发表于国际著名期刊《德国应用化学》(影响因子12.0)。

纳米马达是指能够将周围环境中的化学能或其他形式的能量转化为自身机械运动的纳米系统,亦称纳米机器。因纳米马达具有尺寸小、自主运动及药物装载能力强等突出优点,有望进入人体在血液中自由穿行,在生物医学领域特别是药物靶向运输、血栓快速清除、肿瘤精确治疗等方面具有巨大的应用前景。经过近十余年的探索,科学家们提出一系列通过化学燃料实现自驱动运动的人造纳米马达。然而,如何克服化学燃料对生命体的毒副作用是纳米马达应用中面临的巨大挑战。针对这一难题,贺强教授研究团队运用水热碳化的方法制备了花瓶状的炭基纳米马达。该纳米马达具有花瓶结构、均一的尺寸,而且在近红外区域有强的吸收。研究发现,在近红外光的照射下瓶状纳米马达依靠自身炭质外壳的光热效应产生的热量,迅速提升马达内部水温,导致腔内受热水体从瓶口处快速喷射而出,推动纳米马达向前运动,类似于飞机引擎的热喷气效应。这一发现与前期该团队基于自热泳机理的近红外光驱动阴阳纳米马达不同,揭示马达的自驱动机理与其自身的结构密切关联。此外,通过调节近红外光的输出功率可实现瓶状纳米马达运动的开关及运动速率的人为调控。该近红外光驱动瓶状纳米马达无需任何化学燃料,避免了化学燃料的毒副作用,为新一代人造纳米马达的设计和构造提供了新思路。

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201801910

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