文章編號(hào)：1671-3559（2024）04-0510-07DOI：10.13349/j.cnki.jdxbn.20240530.003

摘要： 為了研究雙金屬基微馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)機(jī)制，利用磁控濺射技術(shù)制備聚苯乙烯（PS）@鈀Pd-鉑Pt雙面神微馬達(dá)，采用掃描電子顯微鏡和光學(xué)顯微鏡表征該微馬達(dá)的結(jié)構(gòu)、 形貌和運(yùn)動(dòng)行為，并通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬推測(cè)驗(yàn)證該微馬達(dá)驅(qū)動(dòng)機(jī)制。結(jié)果表明： PS@Pd-Pt微馬達(dá)由Pd、 Pt雙金屬層在PS微球表面半包覆形成，具有雙面神結(jié)構(gòu)，直徑約為2 μm； PS@Pd-Pt雙面神微馬達(dá)在過氧化氫H2O2溶液中一開始朝著PS側(cè)正向運(yùn)動(dòng)，隨后速度逐漸減小，然后發(fā)生自發(fā)轉(zhuǎn)向朝著Pd-Pt雙金屬側(cè)反向運(yùn)動(dòng)； 該微馬達(dá)正向運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)制為Pt催化H2O2產(chǎn)生的非離子型自擴(kuò)散泳以及Pt層厚度不均勻?qū)е碌淖噪娪竟餐饔?，反向運(yùn)動(dòng)的機(jī)制為外部Pt與內(nèi)部Pd雙金屬形成的自電泳作用。

關(guān)鍵詞： 微馬達(dá)； 雙面神結(jié)構(gòu)； 驅(qū)動(dòng)機(jī)制； 自電泳； 自擴(kuò)散泳

中圖分類號(hào)： TB34

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

開放科學(xué)識(shí)別碼（OSID碼）：

Motion Behaviors of Palladium-Platinum Based Janus Micromotors

WEI Jingwua， ZHANG Minghuia， LIN Jinweia， XU Leileia， GUAN Jianguoa， b

（a. State Key Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and Processing， b. International School of Materials Science

and Engineering（School of Materials and Microelectronics）， Wuhan University of Technology， Wuhan 430070， Hubei， China）

Abstract： To study the driving mechanism of bimetallic micro motors， polystyrene（PS）@palladium Pd-platinum Pt Janus micromotors were prepared by magnetron sputtering technology. The structure， morphology and motion behavior of the micromotors were characterized by scanning electron microscopy and optical microscopy， and the driving mechanism of the micromotors was speculated and verified by comparative experiments and numerical simulation. The results show that the PS@Pd-Pt micromotor is composed of Pd and Pt bimetallic layer half-coated on the surface of PS microsphere. It has a Janus structure with a diameter of about 2 μm. PS@Pd-Pt Janus micromotor in H2O2 solution starts to move in a positive direction towards the PS side， then the speed decreases gradually， and then spontaneously turns to move in a reverse direction towards the Pd-Pt bimetallic side. The positive motion of the micromotors is driven by the non-ionic self-diffusiophoresis generated by Pt catalyzed H2O2 and the self-electrophoresis caused by the uneven thickness of Pt layer， while the reverse motion is driven by the self-electrophoresis formed by the external Pt and internal Pd bimetal.

Keywords： micromotor; Janus structure; driving mechanism; self-electrophoresis; self-diffusiophoresis

微馬達(dá)是一種尺寸在微納米級(jí)別， 通過化學(xué)反應(yīng)或物理場(chǎng)將各種能量轉(zhuǎn)換成自身動(dòng)能， 可以在液體中運(yùn)動(dòng)的裝置［1-2］。 相比于需要人工輔助的外場(chǎng)驅(qū)動(dòng)微馬達(dá)， 化學(xué)驅(qū)動(dòng)微馬達(dá)通過催化環(huán)境底物生成產(chǎn)物的不對(duì)稱梯度來打破馬達(dá)周圍的靜力平衡使其運(yùn)動(dòng)，表現(xiàn)出自主運(yùn)動(dòng)特性和對(duì)環(huán)境底物的趨向

收稿日期： 2023-04-21""""""""" 網(wǎng)絡(luò)首發(fā)時(shí)間：2024-05-31T09：58：54

基金項(xiàng)目： 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（21975195）

第一作者簡(jiǎn)介： 魏敬武（1997—），男，山東濟(jì)寧人。碩士研究生，研究方向?yàn)槲⒓{米馬達(dá)。E-mail： 303865@whut.edu.cn。

通信作者簡(jiǎn)介： 許蕾蕾（1981—），女（滿族），吉林吉林人。研究員，博士，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)槲⒓{米馬達(dá)。E-mail： xull@whut.edu.cn。

網(wǎng)絡(luò)首發(fā)地址： https：//link.cnki.net/urlid/37.1378.N.20240530.1651.006

性，在藥物運(yùn)輸［3-5］、 細(xì)胞捕獲［6-9］、 靶向治療［10-11］以及環(huán)境監(jiān)測(cè)和治理［12-15］等方面表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。 目前， 在惰性微球上半涂覆金屬鉑Pt制備的Pt基微馬達(dá)是一種典型的化學(xué)驅(qū)動(dòng)微馬達(dá)，主要通過催化過氧化氫H2O2發(fā)生分解反應(yīng)作為驅(qū)動(dòng)力。 近年來的研究發(fā)現(xiàn)， Pt基微馬達(dá)可以通過自擴(kuò)散泳［16-17］、 自電泳［18-19］或氣泡機(jī)制［20］進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，雖然各種驅(qū)動(dòng)機(jī)制存在一定的區(qū)別， 但是微馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)方向通常朝向惰性微球一側(cè)。由于Pt催化H2O2分解反應(yīng)具有一旦開始很難自發(fā)控制的特性， 因此在一定程度上限制了Pt基微馬達(dá)的應(yīng)用。迄今， 人們采用多種運(yùn)動(dòng)控制策略， 比如調(diào)節(jié)燃料含量［21］、 改變自身結(jié)構(gòu)［22-23］等方法， 控制Pt基微馬達(dá)的速度和方向； 但是， 這些控制策略多基于手動(dòng)調(diào)控結(jié)構(gòu)參數(shù)和燃料含量來控制， 不僅會(huì)對(duì)Pt基微馬達(dá)運(yùn)動(dòng)連續(xù)性產(chǎn)生影響， 而且在實(shí)際應(yīng)用中很難實(shí)現(xiàn)。

本文中開發(fā)了一種通過H2O2在金屬層內(nèi)的擴(kuò)散誘導(dǎo)驅(qū)動(dòng)機(jī)制轉(zhuǎn)換來自主改變運(yùn)動(dòng)方向和速度的Pt基微馬達(dá)。 首先利用磁控濺射技術(shù)在聚苯乙烯微球（PS）微球上半包覆鈀Pd、 Pt雙金屬層制備得到PS@Pd-Pt雙面神微馬達(dá)，通過掃描電子顯微鏡（SEM）和X射線能量色譜儀（EDS）進(jìn)行表征，研究其在H2O2水溶液中的運(yùn)動(dòng)行為，并結(jié)合數(shù)值模擬和對(duì)比實(shí)驗(yàn)對(duì)微馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)機(jī)制進(jìn)行分析。

1" 實(shí)驗(yàn)

1.1" 材料與試劑

實(shí)驗(yàn)用材料與試劑包括： PS微球（直徑2 μm），大鵝（天津）科技有限公司；無水乙醇（C2H5OH，純度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，以下同）不小于99.7%），國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；H2O2（純度30%），上海阿拉丁生化科技股份有限公司； 去離子水，實(shí)驗(yàn)室自制一級(jí)水。

1.2" PS@Pd-Pt雙面神微馬達(dá)的制備

PS@Pd-Pt雙面神微馬達(dá)采用磁控濺射技術(shù)制備，工藝過程如圖1所示。

1）首先將邊長(zhǎng)為25 mm的正方形玻璃片用乙醇清洗后放置在等離子體清洗機(jī)中， 使用氧等離子體處理300 s， 去除玻璃基底表面的污染物并使之親水。

2）隨后取PS微球懸浮液，經(jīng)轉(zhuǎn)速為6 000 r/min離心分離3 min，移走上層清液，隨后加入500 μL無水乙醇稀釋，超聲分散。

3）取上述PS微球懸浮液約100 μL滴在氧等離子體處理過的玻璃片，在室溫下自然風(fēng)干得到單層PS微球。

4）將制備的單層PS微球轉(zhuǎn)移至磁控濺射腔室， 設(shè)置磁控濺射參數(shù)： 基片轉(zhuǎn)速為0， 氬氣體積流量為32 mL/min， 限流閥角度為30°， 本底真空壓強(qiáng)為9.5×10-4 Pa，腔室工作氣壓為2.3 Pa。依次利用強(qiáng)磁靶噴鍍30 s Pd層， 弱磁靶噴鍍30 s Pt層； 濺射結(jié)束后將玻片置于培養(yǎng)皿中， 加適量無水乙醇超聲收集， 離心洗滌3次， 得到PS@Pd-Pt雙面神微馬達(dá)。

1.3" 結(jié)構(gòu)表征及運(yùn)動(dòng)測(cè)試方法

采用日本日立公司S-4800型場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（SEM）觀察樣品的微觀形貌，并通過能量色散X射線譜（EDS）面掃表征元素分布； 利用有限元仿真軟件COMSOL Multiphysics對(duì)微馬達(dá)自電泳運(yùn)動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬。

通過德國(guó)Leica公司DMI 3000型倒置熒光顯微鏡觀察并記錄微馬達(dá)運(yùn)動(dòng)行為， 其運(yùn)動(dòng)速率由Video Spot Tracker、 Origin軟件分析得到。 具體操作如下： 取PS@Pd-Pt雙面神微馬達(dá)水分散液25 μL滴加到載玻片上， 再加入5 μL H2O2溶液， 然后蓋上蓋玻片， 體系中H2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%， 利用倒置熒光顯微鏡觀察并記錄微馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)情況。 在不同時(shí)間段內(nèi)取10～20個(gè)正向、 反向運(yùn)動(dòng)的微馬達(dá)， 在不出現(xiàn)反向運(yùn)動(dòng)的時(shí)間段只取正向運(yùn)動(dòng)微馬達(dá)， 然后通過Video Spot Tracker軟件計(jì)算它們的速度， 得到的速度值導(dǎo)入Origin軟件取平均值后繪圖。 在不同時(shí)間段計(jì)算視野范圍內(nèi)反向運(yùn)動(dòng)的微馬達(dá)占總運(yùn)動(dòng)微馬達(dá)的比例即反向率。 取10～20個(gè)正向或反向運(yùn)動(dòng)的微馬達(dá)的位移值計(jì)算它們的均方位移（MSD）。

2" 結(jié)果與分析

2.1" PS@Pd-Pt雙面神微馬達(dá)的結(jié)構(gòu)表征

通過磁控濺射工藝制備得到的PS@Pd-Pt雙面神微馬達(dá)的SEM圖像如圖2（a）所示。 從放大倍數(shù)較小的SEM圖像中可以看出， PS@Pd-Pt雙面神微馬達(dá)具有良好的單分散性和均一性， 并且可以清晰地看出雙面神結(jié)構(gòu)， 微馬達(dá)的平均直徑約為2 μm。 圖2（b）是具有代表性的PS@Pd-Pt雙面神微馬達(dá)的SEM圖像和EDS圖像， 可以看出該P(yáng)S@Pd-Pt雙面神微馬達(dá)主要含有碳（C）、 Pd和Pt 3種元素， 其中C元素來源于PS球， Pt、 Pd元素的EDS圖像基本重合， 說明Pt層與Pd層覆蓋的位置一致。

2.2" PS@Pd-Pt雙面神微馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)行為

將PS@Pd-Pt雙面神微馬達(dá)置于H2O2溶液中觀察它們的運(yùn)動(dòng)情況，發(fā)現(xiàn)微馬達(dá)最初都朝向PS暴露的一側(cè)運(yùn)動(dòng)（正向），該現(xiàn)象與文獻(xiàn)［16， 21］中報(bào)道的一致。運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，微馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生反轉(zhuǎn)，開始朝向Pd-Pt端運(yùn)動(dòng)（反向）。圖3（a）為代表性PS@Pd-Pt雙面神微馬達(dá)在H2O2溶液中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后由正向轉(zhuǎn)變?yōu)榉聪虻倪\(yùn)動(dòng)軌跡圖。從圖中可看出，在0～2 s內(nèi)微馬達(dá)為正向運(yùn)動(dòng)，2～9 s內(nèi)微馬達(dá)轉(zhuǎn)變?yōu)榉聪蜻\(yùn)動(dòng)。使用Video Spot Tracker、 Origin軟件分別對(duì)PS@Pd-Pt雙面神微馬達(dá)在超純水、 H2O2溶液中的運(yùn)動(dòng)行為進(jìn)行分析，得到微馬達(dá)在不同H2O2含量的溶液中2 s內(nèi)的MSD與時(shí)間的關(guān)系，如圖3（b）所示。相比之下，PS@Pd-Pt雙面神微馬達(dá)在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的H2O2溶液中的正向、 反向運(yùn)動(dòng)均方位移更大，表明PS@Pd-Pt雙面神微馬達(dá)的正向、 反向運(yùn)動(dòng)均為自主運(yùn)動(dòng)。

PS@Pd-Pt雙面神微馬達(dá)在不同H2O2含量的溶液中不同時(shí)間段內(nèi)正向、 反向的速度如圖4（a）、 （b）、 （c）所示。可以看出，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，正向運(yùn)動(dòng)微馬達(dá)的速度逐漸減小，反向運(yùn)動(dòng)微馬達(dá)的速度相差不大，其原因可能是內(nèi)、外層雙金屬Pd與Pt在H2O2溶液中形成了自電泳，該自電泳的方向?yàn)槲ⅠR達(dá)反向運(yùn)動(dòng)的方向，因此減弱了微馬達(dá)正向運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力，使得微馬達(dá)正向運(yùn)動(dòng)速度逐漸減小，最終導(dǎo)致微馬達(dá)反向運(yùn)動(dòng)。隨著H2O2含量的增加，微馬達(dá)正向、 反向運(yùn)動(dòng)速度都會(huì)增大，原因是H2O2含量增加，氧化還原反應(yīng)速率增大，微馬達(dá)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力更大。

從圖4（d）可以看出，在不同H2O2含量的溶液中反向運(yùn)動(dòng)微馬達(dá)開始出現(xiàn)的時(shí)間存在差異，隨著H2O2含量的增加，反向運(yùn)動(dòng)微馬達(dá)出現(xiàn)的時(shí)間縮短，可能是由于H2O2含量的增加，加速了H2O2擴(kuò)散滲透到金屬層內(nèi)部的進(jìn)程。隨后對(duì)微馬達(dá)在不同H2O2含量的溶液中不同時(shí)間段內(nèi)的反向率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，每個(gè)視野內(nèi)微馬達(dá)總個(gè)約為15～30。經(jīng)計(jì)算，隨著時(shí)間延長(zhǎng)，微馬達(dá)反向率逐漸增大，原因是H2O2逐漸擴(kuò)散到雙金屬層的內(nèi)部，導(dǎo)致反向運(yùn)動(dòng)微馬達(dá)的數(shù)量增加。在最后一個(gè)統(tǒng)計(jì)時(shí)間段內(nèi)，不同H2O2含量的溶液中微馬達(dá)反向率相差不大，表明H2O2只會(huì)縮短微馬達(dá)反向運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)的時(shí)間，并不影響反向運(yùn)動(dòng)微馬達(dá)的數(shù)量。

2.3" PS@Pd-Pt雙面神微馬達(dá)驅(qū)動(dòng)機(jī)制

PS@Pd-Pt雙面神微馬達(dá)發(fā)生反向運(yùn)動(dòng)的時(shí)間、 速度與溶液中H2O2含量密切相關(guān)，因此推測(cè)微馬達(dá)的反向運(yùn)動(dòng)是由H2O2在金屬層內(nèi)的擴(kuò)散行為引起的驅(qū)動(dòng)機(jī)制轉(zhuǎn)變導(dǎo)致的。為了更加直觀地分析PS@Pd-Pt雙面神馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)機(jī)制，以下以PS@Pt雙面神微馬達(dá)為例進(jìn)行說明。由相關(guān)研究［18-19］可知，PS@Pt雙面神微馬達(dá)催化H2O2分解通過非電化學(xué)和電化學(xué)2種途徑，后者分為陰極和陽極半反應(yīng)，Wang等［24］證實(shí)了這2種途徑的共存。對(duì)PS@Pt雙面神微馬達(dá)而言，非電化學(xué)途徑已經(jīng)被研究者接受，即H2O2在Pt的催化作用下發(fā)生非對(duì)稱化學(xué)分解，致使微馬達(dá)周圍產(chǎn)生O2濃度梯度，從而形成滲透壓，使得流體（H2O）由PS端流向Pt端，驅(qū)動(dòng)微馬達(dá)向相反方向運(yùn)動(dòng)。由于該過程對(duì)微馬達(dá)運(yùn)動(dòng)有貢獻(xiàn)的為非離子型物質(zhì)，因此該驅(qū)動(dòng)機(jī)制稱為非離子型自擴(kuò)散泳。電化學(xué)途徑的可能機(jī)制是在物理沉積的過程中，金屬在PS微球各處的厚度不同，更多的沉積在微球的“極點(diǎn)”上，在微球“赤道”上沉積的金屬較少，使得不同厚度處H2O2的催化速率不同，H2O2在Pt薄膜的“赤道”與“極點(diǎn)”上分別發(fā)生氧化與還原反應(yīng)。圖5（a）為PS@Pt雙面神微馬達(dá)的自電泳驅(qū)動(dòng)示意圖。在自電泳機(jī)制下，PS@Pt雙面神微馬達(dá)的“赤道”處產(chǎn)生H+，在“極點(diǎn)”處消耗H+，因此形成H+濃度梯度，產(chǎn)生一個(gè)從“赤道”指向“極點(diǎn)”的電場(chǎng)，從而驅(qū)動(dòng)微馬達(dá)朝向PS端運(yùn)動(dòng)。從圖5（b）PS@Pt雙面神微馬達(dá)的SEM圖像可以清晰地看出雙面神結(jié)構(gòu)。圖5（c）所示為PS@Pt雙面神微馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)軌跡，其在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中都為正向運(yùn)動(dòng)。隨后對(duì)PS@Pt雙面神微馬達(dá)進(jìn)行數(shù)值模擬

（速度和電場(chǎng)），驗(yàn)證提出的在Pt薄膜上不對(duì)稱電化學(xué)分解H2O2的機(jī)制，并假設(shè)較厚的Pt作為陰極，較薄的Pt作為陽極［23］。從圖5（d）可以看出：將微馬達(dá)的“極點(diǎn)”設(shè)置為陰極，“赤道”作為陽極，產(chǎn)生的電場(chǎng)方向由“赤道”指向“極點(diǎn)”，形成的流場(chǎng)由“赤道”指向“極點(diǎn)”，即微馬達(dá)朝PS端運(yùn)動(dòng)，這與實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象一致，因此驅(qū)動(dòng)PS@Pt雙面神微馬達(dá)正向運(yùn)動(dòng)的機(jī)制中存在自電泳。綜上，PS@Pt雙面神微馬達(dá)的正向運(yùn)動(dòng)是由Pt催化H2O2產(chǎn)生的非離子型自擴(kuò)散泳以及Pt層厚度不均勻?qū)е碌淖噪娪竟餐?qū)動(dòng)。

據(jù)此推測(cè)PS@Pd-Pt雙面神微馬達(dá)運(yùn)動(dòng)方向的改變可能是由Pd-Pt雙金屬的自電泳導(dǎo)致的，與Pt-Au雙金屬納米棒的驅(qū)動(dòng)機(jī)制相似［25］。Pd-Pt雙金屬在H2O2中形成自電泳，導(dǎo)致在Pt端產(chǎn)生H+，在Pd端消耗H+，形成H+濃度梯度，進(jìn)而產(chǎn)生一個(gè)從Pt指向Pd的電場(chǎng)，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)朝向Pt端運(yùn)動(dòng)，如圖6（a）所示。圖6（b）為PS@Pd-Pt雙面神微馬達(dá)的SEM圖像，可以清晰地看出金屬Pt在Pd表面的部分包覆。由于Pd金屬層的部分暴露，使PS@Pd-Pt雙面神微馬達(dá)在驅(qū)動(dòng)初始階段受到雙金屬層自電泳的驅(qū)動(dòng)，并在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中都朝著Pt端運(yùn)動(dòng)，如圖6（c）所示。從圖6（d）的數(shù)值模擬結(jié)果可以看出，由于Pd直接暴露在H2O2中，以Pd為陰極，Pt作為陽極，因此產(chǎn)生的電場(chǎng)方向由Pt端指向Pd端，形成的流場(chǎng)由Pt端指向Pd端，即微馬達(dá)朝Pt端運(yùn)動(dòng)，這與實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象一致。綜上，PS@Pd-Pt雙面神微馬達(dá)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)制是由Pt催化H2O2產(chǎn)生的非離子型自擴(kuò)散泳以及Pt層厚度不均勻?qū)е碌淖噪娪竟餐?qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)變?yōu)橛赏獠縋t與內(nèi)部Pd雙金屬形成的自電泳主導(dǎo)，從而導(dǎo)致微馬達(dá)運(yùn)動(dòng)速度和方向發(fā)生改變。

3" 結(jié)論

通過在PS球形微粒表面順序磁控濺射半包覆Pd和Pt構(gòu)建PS@Pd-Pt雙面神結(jié)構(gòu)的微馬達(dá)， 在不同H2O2含量的溶液中均表現(xiàn)出自發(fā)調(diào)節(jié)方向與速度的運(yùn)動(dòng)行為，且微馬達(dá)轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)的時(shí)間隨著H2O2含量的增大而縮短，原因是H2O2含量的增加， H2O2擴(kuò)散進(jìn)入金屬層內(nèi)部的速率加快，使微馬達(dá)由運(yùn)動(dòng)之初的Pt催化H2O2產(chǎn)生的非離子型自擴(kuò)散泳以及Pt層厚度不均勻?qū)е碌淖噪娪竟餐?qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥獠縋t與內(nèi)部Pd雙金屬形成的自電泳驅(qū)動(dòng)。該自主轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)機(jī)制對(duì)其他類型自驅(qū)動(dòng)微馬達(dá)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、 驅(qū)動(dòng)控制等方面具有指導(dǎo)意義，為實(shí)現(xiàn)微馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)控制提供新思路，并將極大地推進(jìn)微馬達(dá)的實(shí)際應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

［1］" ZHA F J， WANG T W， LUO M， et al. Tubular micro/nanomotors： propulsion mechanisms， fabrication techniques and applications［J］. Micromachines， 2018， 9（2）： 78.

［2］" WANG W， DUAN W T， AHMED S， et al. Small power： autonomous nano- and micromotors propelled by self-generated gradients［J］. Nano Today， 2013， 8（5）： 531.

［3］" KARSHALEV E， ZHANG Y， DE VILA B E-F， et al. Micromotors for active delivery of minerals toward the treatment of iron deficiency anemia［J］. Nano Letters， 2019， 19（11）： 7816.

［4］" GAO W， WANG J. Synthetic micro/nanomotors in drug delivery［J］. Nanoscale， 2014， 6（18）： 10486.

［5］" SATTAYASAMITSATHIT S， KOU H H， GAO W， et al. Fully loadedmicromotorsforcombinatorialdeliveryandautonomous release of cargoes［J］. Small， 2014， 10（14）： 2830.

［6］" CAMPUZANO S， OROZCO J， KAGAN D， et al. Bacterial isolation by lectin-modified microengines［J］. Nano Letters， 2012， 12（1）： 396.

［7］" BALASUBRAMANIAN S， KAGAN D， HU C M J， et al. Micromachine-enabled capture and isolation of cancer cells in complex media［J］. Angewandte Chemie： International Edition， 2011， 50（18）： 4161.

［8］" YOSHIZUMI Y， OKUBO K， YOKOKAWA M， et al. Programmed transport and release of cells by self-propelled micromotors［J］. Langmuir， 2016， 32（37）： 9381.

［9］ "HU N， ZHANG B， GAI M Y， et al. Forecastable and guidable bubble-propelled microplate motors for cell transport［J］. Macromolecular Rapid Communications， 2017， 38（11）： 1600795.

［10］" LI J X， THAMPHIWATANA S， LIU W J， et al. Enteric micromotor can selectively position and spontaneously propel in the gastrointestinal tract［J］. ACS Nano， 2016， 10（10）： 9536.

［11］" DE VILA B E-F， ANGSANTIKUL P， LI J X， et al. Micromotor-enabled active drug delivery for in vivo treatment of stomach infection［J］. Nature Communications， 2017， 8： 272.

［12］" OROZCO J， GARCIA-GRADILLA V， D′AGOSTINO M， et al. Artificial enzyme-powered microfish for water-quality testing［J］. ACS Nano， 2013， 7（1）： 818.

［13］" GAO W， PEI A， DONG R F， et al. Catalytic iridium-based Janus micromotors powered by ultralow levels of chemical fuels［J］. Journal of the American Chemical Society， 2014， 136（6）： 2276.

［14］" SOLER L， MAGDANZ V， FOMIN V M， et al. Self-propelled micromotors for cleaning polluted water［J］. ACS Nano， 2013， 7（11）： 9611.

［15］" MARIC T， MAYORGA-MARTINEZ C C， KHEZRI B， et al. Nanorobots constructed from nanoclay： using nature to create self-propelled autonomous nanomachines［J］. Advanced Functional Materials， 2018， 28（40）： 1802762.

［16］" EBBENS S J， HOWSE J R. Direct observation of the direction of motion for spherical catalytic swimmers［J］. Langmuir， 2011， 27（20）： 12293.

［17］" MORAN J L， POSNER J D. Phoretic self-propulsion［J］. Annual Review of Fluid Mechanics， 2017， 49： 511.

［18］" EBBENS S， GREGORY D A， DUNDERDALE G， et al. Electrokinetic effects in catalytic platinum-insulator Janus swimmers［J］. Europhysics Letters， 2014， 106（5）： 58003.

［19］" BROWN A， POON W. Ionic effects in self-propelled Pt-coated Janus swimmers［J］. Soft Matter， 2014， 10（22）： 4016.

［20］" GIBBS J G， ZHAO Y P. Autonomously motile catalytic nanomotors by bubble propulsion［J］. Applied Physics Letters， 2009， 94（16）： 163104.

［21］" HOWSE J R， JONES R A L， RYAN A J， et al. Self-motile colloidal particles： from directed propulsion to random walk［J］. Physical Review Letters， 2007， 99（4）： 048102.

［22］" LYUXL，CHENJY，LIUJ Y， et al. Reversing a platinum micromotorbyintroducingplatinumoxide［J］. Angewandte Chemie： International Edition， 2022， 61（24）： e202201018.

［23］" LYU X L， LIU X X， ZHOU C， et al. Active， yet little mobility： asymmetric decomposition of H2O2 is not sufficient in propelling catalyticmicromotors［J］.JournaloftheAmerican Chemical Society， 2021， 143（31）： 12154.

［24］" WANG W， CHIANG T Y， VELEGOL D， et al. Understanding the efficiency of autonomous nano- and microscale motors［J］. Journal of the American Chemical Society， 2013， 135（28）： 10557.

［25］" PAXTON W F， BAKER P T， KLINE T R， et al. Catalytically induced electrokinetics for motors and micropumps［J］. Journal of the American Chemical Society， 2006， 128（46）： 14881.

（責(zé)任編輯：劉" 飚）