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贺强教授研究团队在自卷曲聚合物微火箭研究方面取得新成果
发布人:王雪  发布时间:2018-06-22   浏览次数:108

微系统与微结构制造教育部重点实验室贺强教授、林显坤副教授与谢晖教授团队合作,首次运用自下而上的层层自组装结合膜自卷曲技术实现了聚合物多层微火箭的批量制备。该研究成果以“自驱动卷曲聚电解质多层微火箭”为题发表于国际著名期刊《先进功能材料》(Adv. Funct. Mater., 2018, 28, 1705684,影响因子12.124)。

众所周知,通过燃料的化学反应实现喷气推动的宏观火箭能够克服地心引力而把卫星和宇宙飞船等航天器送入太空。2013年,贺强教授课题组在国际上率先制备了基于层层组装技术的管状纳米马达(Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 7000)。管内部集成的铂纳米粒子可原位催化分解化学燃料—过氧化氢,产生的氧气泡可推动纳米马达的快速运动,这种驱动方式类似于人们熟知的宏观火箭的驱动方式,亦被称为“纳米火箭”。这类纳米火箭可以利用“燃料”的化学反应所产生的驱动力克服流体黏滞阻力而实现自驱动运动,有望在血管等狭小的空间内完成药物递送、血栓清除等复杂任务,具有良好的应用前景。在最新发表于Adv. Funct. Mater.的全文中,通过结合层层自组装、微接触印刷以及自卷曲技术,成功地制备了气泡驱动的聚合物多层微火箭。该微火箭的优势在于速度快(在5%过氧化氢中即可达161 μm s-1)和推力大(可达9.4 pN),可以推动单个或多个细胞高速运动。该工作不仅将基于自卷曲技术的微火箭从无机材料扩展到了在生物医学等领域具有良好应用前景的聚合物材料,而且克服了传统模板辅助层层组装技术在大规模制备等方面的局限,提供了一种尺寸控制更好、操作更为简便、成本更为低廉的微纳米火箭批量构筑新技术。


A)聚合物多层自卷曲;(B)自卷曲聚合物多层微火箭扫描电镜照片;(C)微火箭高速运动视频截图

 


原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.201705684