میکرو/نانوموتورهای خود پیش رونده کاتالیزوری (1): اصول اولیه 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 عامل دار شده ای هستند؛ که توانایی حرکت خود به خودی را دارا هستند. میکرو/ نانوموتورها حاصل شبیه‌سازی ریزساختارهای متحرک در طبیعت هستند، که مزیت کنترل‌پذیری حرکت را دارا می‌باشند. میکرو/ نانوموتورها انواع و کاربردهای مختلفی دارند که انواع بدون نیاز به سوخت و نیازمند به سوخت را می‌توان نام برد. انواع بدون نیاز به سوخت، با استفاده از تغییرات محیطی مثل افزایش دما در اثر گرما، میدان‌های مغناطیسی، و فراصوت حرکت ‌می‌کنند. میکرو/ نانوموتورهای کاتالیزوری نظیر میکرو/ نانوموتورهای برپایه پلاتین، رایج‌ترین انواع میکرو/ نانوموتورهای نیازمند به سوخت هستند. سوختی که در میکرو/ نانوموتورهای پلاتینی استفاده می‌شود، پراکسید هیدروژن است، که با تجزیه آن در سطح پلاتین انرژی لازم برای حرکت موتورها فراهم می‌گردد. میکرو/ نانوموتورهای پلاتینی، ساختارها و هندسه‌های متفاوتی شامل کروی، کاسه ای شکل، میله ای، مخروطی، لوله ای توخالی و پوسته‌ای دارند؛ که مکانیسم‌های حرکتی و سرعت‌های مختلفی را در آن‌ها ایجاد می‌کند. سرعت حرکت میکرو/ نانوموتورهای پلاتینی، بازه بزرگی از سرعت‌های کم تا خیلی زیاد، از چند میکرومتر بر ثانیه تا چند صد میکرومتر بر ثانیه را شامل می‌شود. در این مقاله ابتدا میکرو/ نانوموتورهای پلاتینی معرفی شده اند و انواع آن ها ذکر شده است. به علاوه، انواع مکانیسم‌های حرکتی شامل خودالکتروفورز، خوددیفیوزوفورز و برپایه حباب توضیح داده شده اند. سپس مقایسه سرعت‌ها در مکانیسم‌های حرکتی مختلف، مورد مطالعه قرار گرفتند. همچنین، کاربردهای میکرو/ نانوموتورها و چالش استفاده از میکرو/ نانوموتورهای پلاتینی در شرایط درون‌تنی نیز بحث شده‌اند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Catalytic self-propelled nano/micromotors (1): 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-less ones and various applications too. Fuel-less 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 different types of them have introduced. In addition, different mechanisms of motion include self-electrophoresis, self- diffusiophoresis and bubble-propulsion mechanisms have discussed. Then, speed of motion in various motion mechanisms has reviewed. In addition, the applications of micro/nanomotors and the existing challenge in using of micro/nanomotors at in vivo conditions have mentioned.

کلیدواژه‌ها [English]

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