突破 | 我院叶坚教授课题组报道液态金属纳米机器人的变形机理
发布时间:2021-01-26 16:22:09


在电影《终结者》中,液态金属机器人能够改变自己的形态,给观众留下了深刻的印象。铟镓合金液态金属纳米机器人具有类似的变形能力,即在水中能够转变为微米尺度的羟基氧化镓棒状结构。这一奇特的现象已被研究者发现并运用到包括可控释药物载体在内的许多领域。然而迄今为止,这一变形现象的具体机理尚未得到清晰的解释。近日,上海交通大学生物医学工程学院叶坚教授课题组对铟镓合金纳米颗粒的变形机理进行了详细的研究。研究团队通过精巧的实验设计和丰富的表征手段,证实了液态金属纳米颗粒经历了镓组分氧化并进一步与水反应生成可溶性羟基氧化镓的过程,而铟组分则会浓缩为单质纳米颗粒,并且这一过程在热的作用下会被进一步加速。这为镓基液态金属纳米材料在包括新型微纳机器人、纳米药物载体等领域的应用奠定了坚实的基础。此外,该工作还提出并证实了一种利用负电性分子来抑制镓基液态金属纳米材料表面氧化的方法,从而能够在纳米尺度下维持液态金属纳米颗粒优异的流变性能和导热、导电能力,为柔性微纳电子、可穿戴医疗设备等研究方向提供了理想的材料。相关研究成果以“Shape transformation mechanism of gallium-indium alloyed liquid metal nanoparticles”为题发表在《Advanced Materials Interfaces》上。

本研究由上海交通大学生物医学工程学院叶坚教授课题组牵头,材料科学与工程学院邬剑波教授课题组合作完成,博士生贺靖和施枫磊为共同第一作者。该工作得到了国家自然科学基金、上海市科学技术委员会、上海市教委创新研究计划、111计划、氢科学和清洁能源材料联合研究中心和上海市妇科肿瘤重点实验室的支持。


撰稿人:贺靖

发表论文链接:https://doi.org/10.1002/admi.202001874