哈爾濱工業(yè)大學(xué)基礎與交叉科學(xué)院微納米研究中心賀強教授團隊,在國際上首次合成了100納米以下、近紅外光驅動(dòng)的納米馬達,這種無(wú)需化學(xué)燃料的納米馬達有望應用于下一代智能藥物輸運平臺的開(kāi)發(fā)。這一題為《近紅外光驅動(dòng)的陰陽(yáng)型介孔硅納米馬達》的科研成果,近日發(fā)表在最新一期國際著(zhù)名期刊《美國化學(xué)會(huì )志》上。
在許多科幻小說(shuō)和電影中,人們經(jīng)常設想各種納米機器可以在血液中自由運動(dòng),完成藥物靶向輸運、動(dòng)脈粥樣硬化治療、血腫祛除和傷口清潔等生物醫學(xué)任務(wù)??茖W(xué)家曾設想出一系列通過(guò)化學(xué)能燃料實(shí)現自驅動(dòng)運動(dòng)的人造納米機器,但這些人造納米機器所使用的化學(xué)燃料,對生命體有巨大的毒副作用,并且尺寸都在幾百個(gè)納米以上,由此限制了其在生物醫學(xué)領(lǐng)域尤其是藥物靶向運輸中發(fā)揮的效應。
賀強團隊在前期自驅動(dòng)納米馬達的科研基礎上取得了重大突破。研究結果顯示,在遠程近紅外光照射下,直徑為50納米的陰陽(yáng)型介孔硅納米馬達,能在水中以超過(guò)950個(gè)身長(cháng)每秒的速度高速運動(dòng),運動(dòng)速度取決于近紅外光源的照射功率大??;通過(guò)近紅外光源開(kāi)關(guān)控制,可實(shí)現納米馬達的人為啟停運動(dòng)。
實(shí)驗和理論計算揭示,該納米馬達的運動(dòng)歸因于近紅外光照射下納米金殼一側產(chǎn)生光熱效應,并在介孔硅表面形成局部溫度梯度,利用其所產(chǎn)生的自熱泳力,納米馬達可有效克服周?chē)淖饔茫床祭蔬\動(dòng)),使靶向輸送藥物成為可能。