科学家实现“纳米火箭”人为控制

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哈尔滨工业大学基础与交叉科学研究院贺强教授团队在人工合成自驱动纳米机器研究方面取得新进展。相关研究成果日前在《美国化学会·纳米》上发表，第一作者为该校2011级博士生吴志光。

前期研究中，贺强团队首次制备了铂纳米粒子功能化的聚合物纳米管（“纳米火箭”）。在该“纳米火箭”内部，由化学催化所产生的气泡能够驱动纳米管的快速运动，但如何实现人为控制“纳米火箭”仍是一个挑战。

该团队在哈工大机器人技术与系统国家重点实验室支持下，反复试验，发现了可以利用近红外辐照造成的光热效应实现对“纳米火箭”运动的多次开关。

据介绍，其基本原理在于当“纳米火箭”所需的化学燃料浓度低于临界值时，“纳米火箭”处于静止状态；但若利用近红外激光辐照“纳米火箭”，“纳米火箭”外部金纳米壳层所产生的光热效应将导致局域的温度陡然升高，加速化学燃料的扩散与催化分解以及所产生的气泡的释放，从而触发“纳米火箭”的高速运动；反之，辐照后关闭近红外激光辐照，随着热量的逐渐散失，化学燃料的催化反应速率将下降，使“纳米火箭”减速并停止。这一过程可反复多次。

据介绍，这种“纳米火箭”可通过化学修饰实现对癌细胞的特异性识别，因而在癌细胞的靶向识别和光热治疗等生物医学领域具有很大应用潜力。