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近日,我校热物理团队陈江星教授在自驱动合成微马达研究领域取得重要进展,相关研究成果以我校为第一单位发表在国际著名学术期刊Advanced science上,论文题目为“Chemically Propelled Motors Navigate Chemical Patterns”。此外,陈江星教授还与多伦多大学合作,在著名期刊Accounts of Chemical Research上发表了题为“Synthetic Nanomotors: Working Together through Chemistry”的研究论文。

微马达在斑图路径上的行走与自组装、在轴丝网络上的行走和集体运动
活性物质(Active matter)可引起高度关联的集体运动和非平衡涨落行为,是物理学上探索非平衡态统计基本规律的前沿研究系统;自驱动微马达作为典型的活性物质,在靶向药物输运和癌症检测等精准医疗领域有突出的应用前景,已引起物理相关交叉学科的极大关注。
由于人工自驱动微马达尺寸微小、所处环境复杂(低雷诺数强涨落),实现精确地靶向输运控制一直是该领域极具挑战性的课题之一。此外,自驱动马达的持续能量来源一直是研究的热点问题之一。陈江星教授从微马达实际应用环境出发,利用环境中生成的时空斑图为燃料,通过抑制马达的随机布朗旋转,达到引导微马达沿着预先设计的路线运动的控制目标,提供了一种应用环境驱动和控制微马达定向长程输运的途径。该项研究以斑图设计为衬底,利用趋化效应在基底上捕获微马达,得到动态自组装形成的各类有序微结构,从而发展了一种全新的受限自组装方法。该项研究将远离热力学平衡态的化学活性介质与自驱动微马达动力学行为的研究结合起来,丰富了非平衡态动力学现象和性质,在微马达运动精准控制和自组装方面具有应用前景。
Advanced Science是国际著名综合性学术刊物,涵盖物理、材化、医学生命及工程学等多学科领域,影响因子15.8。Accounts of Chemical Research是物理、化学、材料学科的国际性权威期刊,影响因子21.6。此外,热物理团队还在Angew. Chem. Int. Ed.,Soft Matter等著名期刊发表一系列成果,在微马达驱动机理和趋化动力学领域取得了进展。相关研究得到了国家自然科学基金的支持。(理学院)
