PNAS | 仿生绿藻的游动微纳米机器人

发布时间:2021-10-27访问量:15设置

自然界中的微生物(比如绿藻)具有“双向”光趋向性的特点。其既可以向弱光的方向游动,以便通过光合作用获取更多的能量,也可以远离强光,从而避免受到伤害或逃离捕食者的攻击。受到绿藻的启发,人们一直致力于发展能够感知光强,并且能够依赖光强的变化而自主运动的游动微纳米机器人。然而,这要求游动微纳米机器人的各个组成部分都对光具有自感知,自适应的能力,因此极难实现。

近日我院董彬教授联合中科院物理所杨明成研究员、华南师范大学董任峰教授发展了一种基于氮化碳/聚吡咯纳米粒子的游动微纳米机器人。这种游动的微纳米机器人在光照的条件下,展现出和绿藻极其类似的“双向”光趋向性运动行为,既在低光强下,其展现出正光趋向性并向光运动,在高光强下,其展现出负光趋向性并背光运动。这种能够感知光强,并能够依赖光强的变化而自主运动的现象主要是由组成游动微纳米机器人的两种组分对光的响应性的协同与竞争关系所导致的自感知与自适应能力所决定的。这一研究工作为下一代具有自感知、自适应、智能判断并可执行的自主材料的设计、合成以及应用奠定了基础。



文章链接:https://www.pnas.org/content/118/42/e2104481118.short

文章题目:Bioinspired micro/nanomotor with visible light energy–dependent forward, reverse, reciprocating, and spinning schooling motion

作者信息:Jintao Tong,1 Dalei Wang,1 Ye Liu,1 Xin Lou, Jiwei Jiang, Bin Dong,* Renfeng Dong,* Mingcheng Yang*

项目资助:This work was supported by the National Key Research and Development Program of China (Grant 2018YFE0306105), the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 22173068 and 11874397), and the Collaborative Innovation and the Collaborative Innovation Center of Suzhou Nano Science and Technology. This work was also supported by the Priority Academic Program Development of Jiangsu Higher Education Institutions, the 111 Project, Joint International Research Laboratory of Carbon-Based Functional Materials and Devices, the Fund for Excellent Creative Research Teams of Jiangsu Higher Education Institutions, and by the Strategic Priority Research Program of Chinese Academy of Sciences (Grant XDB33000000)


责任编辑:向丹婷

返回原图
/