研究人员一直在设计各种各样的自推进式微电机,其中许多使用需要高浓度过氧化氢的氧气泡推进机制来运行。燃料,在高浓度下又是危险的,阻碍了它在生物医学应用中的用途。在一项新研究中,科学家们创造了一种新型微电机,它可以仅使用氢气泡在酸性环境中自行推进。在低值下,微电机可以以每秒100个体长的速度行进,促使通俗地使用微型插座来指定这些设备。

,和来自大学圣地亚哥加利福尼亚州在最新一期的“美国化学学会杂志”上发表了他们关于氢气泡动力微镜的研究。他们表示,这是第一次使用化学驱动的微型插座,可以在没有任何外部燃料的情况下自行推进。这些酸性微型插座可以扩展纳米级和微型电机在极端环境中的应用范围,例如人体胃或硅湿法蚀刻浴。这可能导致靶向药物输送系统或纳米成像。

问题中的微型插座是微小管的形状,长度约10微米,直径为2至5微米,并制造出来使用模板将普通聚合物聚苯胺电解,然后电沉积在内表面上的薄锌层上。当火箭浸入高酸性溶液中时,锌会失去其电子,并且由于具有比氢更负的氧化还原电位,促进了氢气泡的产生。实验上,锌产生的气泡多于铁或铅。

随着溶液值的降低,微型插座的速度似乎增加,5微米的最快速度达到每秒1,050微米-,值为0.2。测试表明,在为1.3时,速度降低约10微米/秒。研究人员指出,这些微型插座可以安全地用于人体胃部和某些类型的人体血清中。微型插座的总寿命从10秒到2分钟不等,具体取决于锌的溶解速度。

微型插座可以自动移动,但是它们是通过沉积来控制的微型插座外表面上的磁性层,允许磁铁将设备引导到正确的方向。研究人员表明,微型火箭可以磁性捕获聚苯乙烯货物,将其运输到预定路径上,然后将其释放。

在富酸环境中,微电机的范围可以进一步扩大,但研究人员希望优化和改进微单元,使它们能够在更温和的环境中运行,并延长它们的使用寿命。

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