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旋转控制:推进器形状有助于引导纳米颗粒

本站发布时间:2023-12-23 15:41:20

自制备的纳米颗粒有可能成为先进的药物递送和芯片实验室系统,但它们可以随机、无方向地移动现在,一种国际先进的纳米过滤器已经开发出来,并接近合成颗粒

IgorAronson Ledby,theDorothyFoehrHuckandJLloyd HuckChair是宾夕法尼亚州生物医学工程、化学和数学教授,他们将无颗粒物重新设计成透明的,以更好地控制其运动并提高其功能他们在Small杂志上发表了他们的研究结果

根据宾夕法尼亚州化学研究博士、本报告第一作者Ashlee McGovern的说法,由于制造挑战,纳米颗粒的形状可能会受到限制在宾夕法尼亚州材料研究所,麦戈文用一台可以在任何尺寸上进行3D打印的显微镜进行了优化任何物品形状的实验Sherede签署了颗粒螺旋桨的顶部,当受到海洋化学反应或磁场的触发时,颗粒螺旋桨可以有效地旋转

推进器形成了一个多金属的形状,就像一个旋转的或海盗式的空气库,其中顶面由底面反射

“形状预先决定了粒子将要移动的方向,”麦戈文说“手性,或手性,作为一种设计特征,尚未充分利用,因为没有一种方法可以使物体以越来越复杂的方式运动。”

Chiralshape允许颗粒以规定的方向移动,并且,根据叶片的倾斜,顺时针或逆时针在原位旋转,由它们与纳米颗粒和过氧化氢之间的化学反应提供燃料

在对不同数量、不同角度以及不同厚度的翅片进行实验后,研究人员发现,使用20°和3°的四个或更多翅片允许3微月的时间用于更大的稳定性在三分钟或几分钟的时间里,操作员会抑制不受控制的移动

增加控制允许的再摄取口操作物品的位置,并运输聚合物微粒

麦戈文说:“利用磁场,我们可以引导微型推进器向下推进并收集汽车碎片。”“我们实验室的棒和坚果形状的纳米颗粒可能是不完全正常的货物,但不会受到控制。”

为了控制粒子的血液运动,研究人员操纵了微型螺旋桨的静止方向

麦戈文说:“有了颗粒产生的固有影响,我们可以控制两个螺旋桨之间的颗粒与颗粒的相互作用。”“将旋转方向从逆时针切换到锁定方向,反之亦然,使两个推进器相互吸引或融合。”

麦戈文工作的活性生物材料实验室的负责人Aronson强调了这项研究的未来意义

“利用更多的机械、磁性和化学响应,我们可以在纳米颗粒形成之前进行更多的控制,”Aronsonsay说“在未来,我们可以利用这种控制来应用技术来设计微型设备或微型机器人的概念。”

除了麦戈文和阿伦森之外,他们还包括多伦多大学的穆杰煌和Raymond Kapral以及黑龙江科技大学的Jiyuan Wang,他们为支持实验研究做出了贡献他们s加拿大能源与自然科学部和工程研究委员会为这项工作提供了部分资金

视频URL:https://vimeocom/892258599


来源:

Materials provided by
Penn State. Original written by Mariah R. Lucas.
注明: Content may be edited for style and length.


参考:

  1. Ashlee D. McGovern, Mu‐Jie Huang, Jiyuan Wang, Raymond Kapral, Igor S. Aranson.
    Multifunctional Chiral Chemically‐Powered Micropropellers for Cargo Transport and Manipulation. Small, 2023; DOI: 10.1002/smll.202304773

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