高等研究院高永祥研究员在棒状胶体马达批量合成方面取得重要突破,其成果“Bulk synthesis of silver-head colloidal rodlike micromotors”被《Soft Matter》接收, 并受邀作为封面论文(10.1039/C8SM00832A)。高永祥研究员为第一和通讯作者,深圳大学为第一完成和通讯单位。
微纳米颗粒悬浮在液体中会进行随机而缓慢的无规则运动,称之为布朗运动。微纳米器件或机器人要在液体中有效地完成任务,需要提速,超越布朗运动。生命体系是通过对单体注入化学能量来完成这一目的。 受生命体系启发,发展可将化学能量转变为运动的非生命微纳米颗粒或胶体马达成为近10年来集化学、物理、材料、医学工程等多学科交叉的一个前沿领域。发展高产量、低成本及高性能颗粒的制备工艺因有利于拓展胶体马达在活性物质基础研究及实际中的应用而具有普遍兴趣。
高永祥研究员与牛津大学Dirk Aarts与Roel Dullens教授合作,发展了基于Pickering乳液和二氧化硅定向生长的方法实现了批量合成银-二氧化硅双面神胶体棒状粒子。传统上,胶体马达多依赖于贵金属铂,且制备工艺复杂、产量低。而该工作不仅突破了对铂的依赖,实现批量生产,更为重要的是我们的胶体马达具有优越的运动效率。在相同的提速下,我们的粒子将所需的双氧水(即马达的“油料”)浓度降低了两个数量级。我们预期该工作将进一步拓展胶体马达的应用领域,尤其当粒子数量大、成本及油料浓度低成为必须时。
银-二氧化硅双面神粒子生长机理示意图及其在双氧水中的代表性运动轨迹。
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