發布日期：2018-11-21

　　哈爾濱工業大學微系統與微結構制造教育部重點實驗室賀強教授團隊成功研發出世界首例雙引擎人造微納米機器，有望在生物醫學、抗腫瘤用藥及環境檢測等方面得到廣泛應用。這項成果以“雙氣泡驅動的皮艇”為題，發表在最新一期《美國化學會志》上，并被選為該期的封面論文。

　　化學驅動微納米機器是能夠將周圍環境中的化學能轉換為自身機械運動的微納米系統，是當前涉及材料、機器人、物理、化學、生物醫學等領域的交叉科學研究熱點。如何像企鵝在水中游動那樣，模擬出自然界中普遍存在的雙引擎動力模式，繼而人工合成出雙引擎驅動的微納米機器？賀強團隊通過化學水熱合成法制備出了類似啞鈴狀的中空二氧化錳膠體粒子，能夠催化分解過氧化氫燃料并在粒子腰部產生一對氧氣泡，實現了在低雷諾數下的自驅動運動。因為這一運動方式類似于單槳雙葉的單人皮艇，因此被形象地稱為“膠體皮艇”。由于其啞鈴狀的特殊結構，雙氣泡生長和釋放產生的反作用力，對“膠體皮艇”的切向軸（長軸）和徑向軸（短軸）均有凈力的產生，前者為其運動提供驅動力，而后者影響其運動方向。

　　經過對雙氣泡的同步或非同步生長和頻率變化的統計分析，及其氣泡生長和釋放過程中周圍流體場變化的模擬，賀強團隊還建立了基于氣泡生長動力學和微粒子運動方程的物理模型，闡明了其運動機理。

　　觀察結果表明，雙氣泡驅動比單氣泡驅動模式具有更高的機動性。專家評價指出，這一最新成果對探索雙引擎微納米機器的設計方法、模仿神奇的自然系統功能，以及對癌細胞的識別、抗腫瘤藥物的輸送和在納米外科手術等方面，均具有潛在的實用價值。（記者衣曉峰）

來源：健康報