میکرو-نانوموتورهای خودپیش‌رونده کاتالیزی: 1- اصول و طراحی هندسی

نوع مقاله: تالیفی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی دانشگاه تهران

2 دانشگاه تهران

10.22063/basparesh.2020.2664.1508

چکیده

میکرو-نانوموتورهای سنتزی، میکرو-نانوذرات عامل­دارشده­ای هستند که قابلیت حرکت خودبه­خود را دارند. میکرو-نانوموتورها حاصل شبیه‌سازی ریزساختارهای متحرک در طبیعت بوده که دارای مزیت کنترل‌پذیری حرکت هستند. میکرو-نانوموتورها انواع و کاربردهای مختلفی دارند که از جمله بی­نیاز به سوخت و نیازمند آن را می‌توان نام برد. انواع بی­نیاز به سوخت، با استفاده از تغییرات محیطی مانند افزایش دما در اثر گرمایش، میدان‌های مغناطیسی و فراصوت حرکت ‌می‌کنند. میکرو-نانوموتورهای کاتالیزی نظیر میکرو-نانوموتورهای برپایه پلاتین، رایج‌ترین انواع میکرو-نانوموتورهای نیازمند سوخت هستند. سوختی که در میکرو-نانوموتورهای پلاتینی استفاده می‌شود، هیدروژن پراکسید است که با تجزیه آن در سطح پلاتین انرژی لازم برای حرکت موتورها فراهم می­شود. میکرو-نانوموتورهای پلاتینی، ساختارها و هندسه‌های متفاوت شامل کروی، کاسه­ای­شکل، میله­ای، مخروطی، لوله­ای توخالی و پوسته‌ای دارند که سازوکار‌های حرکتی و سرعت‌های مختلف را در آن‌ها ایجاد می‌کنند. سرعت حرکت میکرو-نانوموتورهای پلاتینی، بازه بزرگی از سرعت‌های کم تا خیلی زیاد، از چند میکرومتر بر ثانیه تا چندصد میکرومتر بر ثانیه را شامل می‌شود. در این مقاله، ابتدا میکرو-نانوموتورهای پلاتینی معرفی و انواع آن ها ذکر شده است. همچنین، انواع سازوکارهای حرکتی شامل خودالکتروکوچ، خودکوچ­پخشی­ و حباب­رانشی توضیح داده شده­اند. سپس، مقایسه سرعت‌ها در سازوکار‌های حرکتی مختلف،  کاربردهای میکرو-نانوموتورها و چالش استفاده از نوع پلاتینی آن­ها در شرایط درون‌تنی نیز بحث شده‌اند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Catalytic Self-Propelled Nano/Micromotors. I. Principles and Geometry Design

نویسندگان [English]

  • sepide khoee 1
  • Samaneh Moayeri 2
1 Tehran university
2 University of Tehran
چکیده [English]

Synthetic micro/nanomotors are functionalized micro/nanoparticles with the ability of
self-propelling motion. Synthetic micro/nanomotors are the mimic of mobile organisms
like bacteria in nature. Micro/nanomotors have different types such as fuel required micro/
nanomotors and fuel-free ones and various applications. Fuel-free micro/nanomotors move
through environmental changes like increasing in temperature by heating, magnetic and
ultrasonic fields, etc. Platinum-based micro/nanomotors are the most common types of micro/
nanomotors. Hydrogen peroxide is the fuel utilized in platinum-based micro/nanomotors.
The decomposition of hydrogen peroxide fuel on the platinum surface of synthetic micro/
nanomotors, supplies the required energy for motion of motors. Platinum-based micro/
nanomotors have different structures and geometrics include spherical, stomatocyte, rod,
tubular, and shell that that creates various motion mechanisms and speeds. The motion
speed of micro/nanomotors has a wide range of amounts from one micrometer per second
to hundreds micrometers per second. In this review, platinum-based micro/nanomotors and
their different types have been introduced. In addition, different mechanisms of motion
include self-electrophoresis, self-diffusiophoresis and bubble-propulsion mechanisms
have been discussed. Then, the comparison of velocities in different motion mechanisms,
applications of micro-nanomotors and the challenge of using their platinum type in in vivo
conditions were also mentioned.

کلیدواژه‌ها [English]

  • patinum-based micro/nanomotors
  • Bubble propulsion
  • Self-electrophoresis
  • Self-diffusiophoresis
  • drug delivery