近日,深圳大学高等研究院高永祥团队在英国皇家化学学会《Chemical communications》(影响因子:5.996,中科院一区)发表了题为 “Highly efficient chemically-driven micromotors with controlled snowman-like morphology”的研究论文。高等研究院为该论文的完成与通讯单位,高永祥研究员为唯一通讯作者,博士后Zameer Hussain Shah为第一作者。
化学“油料”驱动的合成微纳马达是最接近于生物分子马达的仿生装置。它们作为能够在微小尺度完成各种复杂任务的微纳机器,在医学、环境、能源等领域具有重大的科学技术研究价值。生物马达通常在1毫摩尔的油料中以几十身长每秒的速度运动,其能量转化效率在10-1左右。然而,合成微纳马达则通常需要1摩尔水平的油料浓度,以几个身长每秒的速度运动,其能量转化效率只有10-7或更低,这严重制约了微纳马达的许多潜在应用。
最近,该团队设计并合成了以具有分级纳米结构的、优越催化性能的银粒子为引擎的微纳马达。通过形貌优化,该微纳马达的速度可达90微米(40身长)每秒,产生的力可达pN级,输出的功率达0.1fW级,接近于生物马达。该团队将化学驱动马达的效率至少提高了2个量级。
该研究工作得到国家自然科学基金(11774237)和广东省教育厅特色创新(2019KTSCX148)等项目的资助。
文章链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2020/CC/D0CC06812H?page=search