《人工納米馬達的設計製作及其化學生物感測套用》是依託福州大學，由孫建軍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：人工納米馬達的設計製作及其化學生物感測套用
- 依託單位：福州大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：孫建軍
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
人工納米馬達在這裡指的是經過人工設計製作的一種能將化學能經過催化反應轉化為機械能的納米級系統或器件。自其誕生十年來，已經顯出了它非凡的微流控輸運能力和在可控藥物釋放、納米醫學、化學生物感測、複雜自組裝納米結構以及先進微納電子技術等方面的巨大套用潛力。由於該領域研究剛剛起步，還有許多問題需要進一步研究。本項目擬在人工納米馬達的設計製作、動力驅動機制、新型燃料、功能化修飾、化學生物感測套用等方面開展研究。進一步搞清其動力驅動機制、設計出使用新型燃料的納米馬達，探索製作出基於納米馬達運動的化學生物感測系統。擬申請發明專利2-3項，在國際學術期刊上發表較有影響力的學術論文8-10篇。
結題摘要
工具的使用可以追溯到人類歷史記錄的開始，它代表著人類歷史演化的重要進程。機器作為一項工具可以利用能量來完成多項工作。有史以來，人們已經發明了很多工具用來改造世界。實際上，機器不僅僅是人類的專屬設計，生物馬達早已演變了數百萬年，它們可以在生物體內完成更加複雜和精細的任務。生物馬達激發了科學家們創造人工納米(微米)機器的興趣。納米（微米）馬達是實現馬達套用化的基石，它是一種將能量轉為運動和力的納米（微米）尺寸級的設備。然而，由於受到液體中各項的力和布朗運動的影響，我們很難在很小的範圍內驅動馬達，所以找到一種合適的驅動方式是一件很讓人興奮的事情。本項目的研究重點是合成和製備不同的馬達，提出新的驅動燃料和驅動方式，以及拓展納米（微米）馬達在生物感測的套用。 項目中基於雙極電化學原理，以碳纖維（CF）為基底，設計並製備了三種分段式微米馬達：催化過氧化氫產氣運動的Pt-CF棒狀馬達、利用磁控的Ni-CF棒狀馬達，此外在Au-CF的Au端修飾過氧化氫酶（CAT），構建了一種CAT/Au-CF酶動力微米馬達。利用雙極電極的無線連線的優勢，設計和製備了六種不同角度的折線通道，成功將銅雙極馬達遊動於折線通道中。利用氣相蒸發噴鍍設計製作了Cu-Zn球狀酸消解馬達和Au-Fe/Ni/（Mo/Co）催化產氣馬達。利用模板沉積法原理設計製作了Au-Fe/Ni棒狀馬達，Au-Pt雙層筒狀馬達，Au-Pt雙層飛機狀馬達。本項目針對不同的馬達設計思路，探索研究了馬達的製備條件，製作了相應的實驗裝置，對其進行了形貌表征以及成分分析。並對馬達的運動速率、運動方式、運動控制及運動機製做了研究。此外還探究了上述各種自驅動納米（微米）馬達的運動機理以及酶驅動馬達的重金屬感測套用。
