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纳米电机找到了“倾斜的解释解决方案来抵御当前

时间：2022-03-06 09:25:06 来源：

微米米尺寸的纳米电机，由铂和金制成，抵靠流动（在笼罩壁上的大箭头），含有过氧化氢。来自流体分子的随机热抖动使电动机的运动扰动，但是长金电机（拉管）仍然保持相对直的轨迹，因为其陡峭的倾斜有助于它更容易对准流动并因此移动上游。

上游，并抵抗电流，涉及前第一向下倾斜，然后沿着表面移动，显示了一支科学家团队的新研究，该团队在这种条件下创造了“纳米电机”来揭示这种有效的运动手段。它的调查结果和这些微型电机的创建提供了新的见解，进入流体运动的性质并对工程有影响。

“这些纳米电机不仅帮助我们更好地了解在微小的尺度上移动流动的性质我们无法轻易地看到，而且也可能是在显微镜世界中开发智能材料和机器人系统的第一步，”君纽约大学物理学和数学教授张张，并于​​2019年10月25日在“物理审查信中”公布的论文。

虽然这种运动效果长期以来，但我们的工作为它提供了全面的解释，这提高了我们对这一广泛动态的理解，“纽约州龙门科学研究所的教授联合作用的迈克尔·谢尔利

研究人员，谁也包括纽约州龙门学院的博士后研究所和本文的第一作者，专注于以前发现的现象，涉及将向上游或进入当前的方向的变化的rheotaxis运动。

但是，缺乏对rheotaxis的详细解释。为了充分了解这一过程，科学家们创造了由两种金属 - 铂和金（Pt / Au）组成的纳米电机。Shelley，张某，也是Nyu Shanghai的教授，他们的同事们之前创造了这些纳米电机的更基本版本，这些纳米电机不到人类头发的宽度。

在纽约市化学系的分子设计学院制造，电机在物理审查信函纸中描述的电机更先进;研究人员改变了这些金属的比例，以改变它们的运动 - 在某些型号中，该组合物均匀分裂，而其他组合物具有3：1的金 - 铂比或3：1铂 - 金色的化妆。

通过在水中置于水中时，通过过氧化氢稀释，纳米电机可以使用铂金末端的燃料膨胀，总是用作头部。然而，这些电机具有不同的“倾斜”，这取决于它们的化妆。那些主要由黄金组成的被标记为“牵引车”，而那些主要由铂金组成的人被称为“推动者”。拉管们倾向于用尾巴向上移动（发音倾斜），而推动器保持相对平坦。

当它转向电流时，这种差异是显着的。

当倾斜大（牵引器）时，尾部更暴露于迎面而来的流动，该流动捕获尾部并将电动机转动与风转动天气叶片的方式相似。因此，电动机的前面面向流动，之后电动机继续前进，现在移动电流。相比之下，如果电动机没有倾斜（推动机），则电流不能捕获其尾部并旋转它以抵抗这种流动 - 结果，不太可能响应迎面而来的流动。

“这种合成系统模仿自然微生物，例如大肠杆菌流动，提供了一种用于通过人体预测其途径的手段，”Brorseau观察。“了解针对有针对性药物交付的污染过程和工程师智能材料的关键。”

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参考：“通过非对称金 - 铂杆联合流体动力学致动”由昆汀Blosseau，弗洛伦西奥巴博·乌拉比亚，恩基莱达·郁山，杨武，莱夫·雷菲夫，杨武，迈克尔病房和迈克尔J.Shelley，2019年10月25日，物理评论信。 DOI：
10.1103 / physrevlett.123.178004

本文的其他作者包括米歇尔病房，纽约市·森岛研究所弗洛伦西奥·巴尔博纳·苏比亚·斯利·研究所的佛罗里达州·斯利达··斯舍·杨武，杨武，玉米化学系博士生，纽约州龙门学院的副教授。

该工作得到了国家科学基金会（DMR-1420073）的MRSEC计划，也得到了额外的NSF补助金（DMS-1463962和DMS-1620331）。


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