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近红外光触发的聚合物多层纳米火箭开关运动

导读: 在哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室的资助下,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人工合成自驱动纳米机器研究方面取得最新进展。

  在哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室的资助下,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人工合成自驱动纳米机器研究方面取得最新进展。其研究成果《近红外光触发的聚合物多层纳米火箭开关运动》发表于国际著名期刊《美国化学会·纳米》。第一作者为2011级博士生吴志光。哈工大为该论文的唯一署名单位。

  近年来,如何通过人工合成方法来可控地制备自驱动人造纳米机器,并将其应用于纳米技术及生物医学等领域,是当前极富挑战性的前沿交叉热点领域。

  在前期的工作中,贺强教授团队首次制备了铂纳米粒子功能化的聚合物纳米管,内部化学催化产生的气泡能驱动纳米管的快速运动(“纳米火箭”),研究成果发表在国际著名期刊《德国应用化学》(影响因子13.5)。然而,如何实现人为地控制纳米机器的启动或停止,以便开启一些实际应用如帮助在人体内递送药物等,仍然是当前需要解决的难点。

  微纳米技术研究中心的研究人员运用近红外激光辐照时的光热转换效应成功地实现了对“纳米火箭”的多次开关运动。其基本原理是在临界的化学燃料浓度下,“纳米火箭”处于静止状态,但是红外激光辐照纳米火箭导致的温度升高会加速燃料的扩散速率及后续的化学催化反应速率,触发纳米机器的快速运动;而当撤去近红外激光时,温度的降低会导致相应化学催化速率的下降,这样“纳米火箭”会减速并停止,这一开关过程可反复进行多次。

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