物理科技生物学-PHYICA

微锥是野间あんな无生命的微粒,但它们像飞蛾一样迎着光移动

纳米技术 2022-06-22 23:58:08

德累斯顿理工大学 电子显微镜下的骏利粒子

二氧化钛微锥仅大于1微米

版权所有:希姆亨集团 由化学家Dr

朱莉安·希姆亨研究了人造微锥的一个令人印象深刻的行为:一旦光催化粒子离开被照亮的区域,它们就会独立翻转并游回光中

这一有希望的观察及其分析最近作为一篇“新兴研究者”的文章发表在科学杂志《软物质》上

德累斯顿大学弗赖吉斯特研究员博士

朱莉安·希姆亨和她的多学科初级研究小组正在研究合成微锥在液体中的运动

她的目标是使这些无生命的微粒能够自动向某个方向移动,从而在未来用于传感器技术或生物清洗

“实际上,这有点像在实验室里玩电脑游戏,”这位化学家在接受大众基金会采访时描述了她非凡的研究工作

希姆亨小组正在研究所谓的“骏利粒子”

“它们由一个二氧化钛主体组成,主体的两面有不同的涂层:一面有镍和金的催化活性层,另一面未经处理

二氧化钛被用作增白剂,例如在墙漆中,但它也与光反应

因此,骏利粒子是光催化的,这意味着一旦光击中它们,就会发生化学反应,引发运动

该小组现在已经观察并分析了骏利粒子运动中的一个极其不寻常的现象:一旦粒子离开显微镜中的照明区域,它们就会自己转身游回来——这种行为实际上只有微生物才知道

但是这种复杂的行为是如何在合成微锥中被触发的呢? 第一作者卢卡斯·尼斯和博士

希姆亨能够证明,只要粒子在光线下活跃,它们的游动方向就会通过物理化学效应的结合而稳定

一旦粒子不再暴露在光线下,就没有能量转换,运动方向也不再稳定

“在这种情况下,”卢卡斯·尼斯解释说,“自然热运动(布朗运动)开始了

这导致粒子实际上翻转,然后它们游回暴露的区域

" “事实上,像布朗运动这样简单的效应可以导致如此复杂的行为,这是相当惊人和令人印象深刻的,特别是在进化和能力发展方面

我们可以利用这一特性来有针对性地控制微型机器人

应用是可以想象的,在这些应用中,粒子过滤并去除液体中的污染物,或者通过身体传输药物,甚至可能传输信息

希姆亨解释了这一发现的意义

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