2022年11月，博彩网站推荐 环境净化与健康防护材料研究所青年教师应玉龙特聘副教授，发表微纳马达领域系列文章，其相关研究成果以浙江理工大学为唯一单位分别在Angewandte Chemie International Edition和 Inorganic Chemistry Frontiers刊登。

微纳马达（Micro-/nanomotor）源自于诺贝尔物理学奖获得者 Richard P. Feynman 1959年在美国物理学会会议上发表的著名演讲“There is plenty of room at the bottom”中提出的一个问题，即如何操纵和控制微小尺度的物体。在 1966 年的电影《奇幻之旅》中，医务人员登上一艘微型潜艇，进入伤者体内以挽救他的生命；能够执行复杂操作的微型机器也时常出现在大量的科幻小说中。

微纳马达是一种能够把环境中的化学能或其它能量（声、光、电、磁、热）转化成自身机械运动的微纳器件。与传统处于热平衡状态仅作布朗运动的胶体微粒不同，自驱动是微纳马达最重要的特性。近年来，随着纳米材料和技术的飞速发展，研究人员可以利用有机、无机和生物等材料制备实际所需的微纳马达，并在智能载药和药物控释、肿瘤治疗、微纳手术、生物探测、环境监测及治理等领域展现出了巨大的应用潜力。

01 MOF胶体颗粒自组装变身自驱动微马达助力高效环境修复

金属有机框架（MOFs）是众所周知的多孔材料之一，具有诸多优越的特性，被认为是开发多功能集成微纳马达的潜在材料，特别是在环境修复领域具有潜在的应用前景。气泡推进是催化驱动微纳马达中常用的方式，由于其强大的驱动力和长期的推进力，它被认为是实现其三维运动最有效的方法，具有作为外部机械搅拌的替代或补充应用于环境修复及污染物处理的潜力。目前报道的气泡驱动 MOF基微马达的设计主要依赖于大尺寸的MOF微粒 (如ZIF-8和ZIF-67，大于5 μm）或需要各种聚合物模板（如PS球等）。然而，大尺寸的MOF种类选择有限；聚合物模板的引入使制备过程复杂化，不利于后续实际应用，且存在降低微马达可用表面积的不足。由于布朗运动效应和微纳马达实现气泡驱动对于尺寸的要求，直接设计和制造基于小尺寸MOF颗粒（<200 nm）的气泡推进微马达仍然是该领域的难点，具有挑战性。

2022年9月，博彩网站推荐 环境净化与健康防护材料研究所青年教师应玉龙特聘副教授在Angew. Chem. Int. Ed.杂志上发表题为《Large-Scale Self-Assembly of MOFs Colloidosomes for Bubble-Propelled Micromotors and Stirring-Free Environmental Remediation》的文章，报告了一种简单、通用的方法，可大规模有效地将小尺寸MOF颗粒快速自组装成中空结构的MOF胶体球 (Fe-UiOSomes)，用于气泡驱动微马达的设计和实现无搅拌模式下的水处理。该工作进行了一系列深入的研究来解释不同制备参数条件下（剪切速度、剪切时间、原料浓度、水相与油相相对比例）对其形态演变的影响，进而确定了最佳的实验参数。研究发现，四种制备参数的变化在本质上决定了原料MOF（Fe-UiO NPs）在微乳液体系水相液滴表面的浓度，总的来说可分为高、中、低浓度三种状态。研究表明，Fe-UiO颗粒在高、低浓度下都不足以形成所需的尺寸及形态，只有在适中浓度下才能得到完美的中空坚固球体结构的Fe-UiOSomes。进一步，通过Pt NPs的引入，设计了气泡驱动的MOF微马达，对其运动行为进行了研究，并实现了环境中有机（甲基橙MO）或重金属离子（六价铬CrVI）污染物的快速去除。由于自组装形成的多通道结构和自驱动特性，该微马达MO和CrVI污染物的去除效率高达94%和91%，接近于对照组中使用机械振荡方式的去除效率（96%和97%），证实本工作中MOF胶体球微马达有效代替或补充常见的机械处理用于环境中污染物处理的潜力和优势。该研究为基于小尺寸MOF基气泡推进微马达的设计提供了一种新方法，该方法可以扩展到其他功能性纳米粒子用于微马达的设计，并揭示了气泡驱动微马达在环境处理中具有替代或补充传统机械搅拌的潜力。

该工作的第一作者是浙江理工大学的硕士研究生黄海，感谢浙江大学朱丽萍教授、覃超博士和浙江理工大学韦瑜洁在本研究开展过程中给与的帮助和支持。该工作在Chemistryview网站被选为Highlight新闻报导。

网址链接

//www.chemistryviews.org/metal-organic-framework-micromotors/

论文链接

//onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202211163

02 气泡驱动等离子增强Pt-ZnIn2S4微纳马达助力高效光催化水处理

目前，光催化材料被广泛应用于微纳马达设计，而其主要运动方式为光驱动。气泡驱动的光催化材料基微纳马达的研究较少，但是对于实现无机械搅拌模式下的高效光催化有着重要的意义。气泡驱动的微纳马达相较于光驱微纳马达具有寿命长、推力大、环境适应性强的特点，可以克服自身重力，实现微纳马达的三维运动。同时，微纳马达运动过程中产生的微气泡在水体中的崩溃会加强对流，使无搅拌模式下的高效光催化水污染处理成为可能。

2022年8月，博彩网站推荐 环境净化与健康防护材料研究所应玉龙特聘副教授和王晟教授团队在Inorganic Chemistry Frontiers杂志上发表了题为《Bubble-Propelled Plasmon-Reinforced Pt-ZnIn2S4 Micromotors for Stirring-Free Photocatalytic Water Purification》的文章，并被该杂志选为封面文章进行宣传。该工作通过光还原法将铂纳米粒子负载于ZnIn2S4（ZIS）半导体光催化材料上，高效制备得到Pt-ZIS微纳马达，并实现了无机械搅拌模式下水体中四环素类抗生素（TCH）污染物的高效光催化降解。

该工作围绕ZIS半导体光催化材料，通过光还原法在其表面负载铂纳米粒子，高效制备得到具有自驱动特性的微纳马达。在该体系中，铂纳米粒子一物分饰三角：助催化剂，促进光生载流子在半导体界面的分离和迁移，降低半导体材料表面的过电势或活化能；表面等离子体增强，增加可见光吸收；引擎，分解过氧化氢产生气泡推进马达运动：最终在光催化降解有机污染物中，作为传统机械搅拌的补充，实现了无搅拌模式下的高效污水处理。文章的第一作者是浙江理工大学的硕士研究生苑梦格。

论文链接

//pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/qi/d2qi01291j#!

以上两项工作在开展过程中得到了浙江省自然科学基金（LQ22B010006，LZ22C100002）和浙江理工大学科研启动资金（21212243-Y）等项目的资助和支持。

通讯作者简介

应玉龙

浙江理工大学 博彩网站推荐 特聘副教授

分别于2012和2017年获得浙江大学博彩网站推荐 学士和工学博士学位（导师：彭新生教授）。2018年加入布拉格化工大学先进功能微纳机器人中心（合作导师：Martin Pumera），担任Senior Scientist。2021年3月入职博彩网站推荐-中国博彩平台排名 ，开展科研与教学工作，现任特聘副教授，主要从事微纳机器人的设计以及MOF材料在环境领域的应用。目前，本人已发表SCI论文45+篇，包括ACS Nano，Angew. Chem. Int. Ed.， Small，AFM, Nature Communication，ACS Applied Materials & Interfaces,等，另有ESI高被引论文3篇，参与RSC著作1本，授权国家专利1个，相关研究工作曾得到BBC等媒体报导，现主持浙江省自然科学基金探索项目1项，国家自然科学青年基金1项，总引用次数4000+，H-index 28 （Google Scholar）。

王晟

浙江理工大学 博彩网站推荐 教授 博导

2010年度浙江省杰出青年科学基金获得者，中国感光学会光催化专业委员会(二级学会)副主任，国家教育部专家库成员。英国皇家化学会(RSC)，美国化学会（ACS）等国外TOP期刊特约审稿人。浙江省中青年学科带头人，浙江省“151”人才培养对象，杭州市“131”第一层次人才，湖州南太湖特聘专家，安吉县特聘专家等。研制了具有中空型核-壳结构的二氧化硅包覆二氧化钛粒子，解决了国际难点光催化剂腐蚀有机基材的问题，并将该成果推向产业化。国际首次完成大型河道污染治理（2014年浙江童王河光催化水生态修复治理），获得浙江省科技厅高度评价。曾主持国家自然科学基金项目3项，主持浙江省杰出青年科学基金项目、浙江省自然科学基金重点及面上项目，浙江省公益性研究项目、浙江省重点创新团队子项目，钱江人才计划等10余项、横向项目数十项，项目成果总产值超过上千万元。曾获“十一五”浙江省自然科学基金优秀项目和优秀论文、浙江省科学技术一等奖、中国纺织工业协会科技进步一等奖、浙江省环境保护科学技术三等奖等。