میکرو-نانوموتورهای خودپیش‌رونده کاتالیزی: 1-اصول و طراحی هندسی

میکرو-نانوموتورهای سنتزی، میکرونانوذرات عامل دارشده ای هستند که قابلیت حرکت خودبه خود را دارند. میکرو-نانوموتورها حاصل شبیه‌سازی ریزساختارهای متحرک در طبیعت بوده که دارای مزیت کنترل‌پذیری حرکت هستند. میکرو-نانوموتورها انواع و کاربردهای مختلفی دارند که از جمله بی نیاز به سوخت و نیازمند آن را می‌توان نام برد. انواع بی نیاز به سوخت، با استفاده از تغییرات محیطی مانند افزایش دما در اثر گرمایش، میدان‌های مغناطیسی و فراصوت حرکت ‌می‌کنند. میکرو-نانوموتورهای کاتالیزی نظیر میکرو-نانوموتورهای برپایه پلاتین، رایج‌ترین انواع میکرو-نانوموتورهای نیازمند سوخت هستند. سوختی که در میکرو-نانوموتورهای پلاتینی استفاده می‌شود، هیدروژن پراکسید است که با تجزیه آن در سطح پلاتین انرژی لازم برای حرکت موتورها فراهم می شود. میکرو-نانوموتورهای پلاتینی، ساختارها و هندسه‌های متفاوت شامل کروی، کاسه ای شکل، میله ای، مخروطی، لوله ای توخالی و پوسته‌ای دارند که سازوکار‌های حرکتی و سرعت‌های مختلف را در آن‌ها ایجاد می‌کنند. سرعت حرکت میکرو-نانوموتورهای پلاتینی، بازه بزرگی از سرعت‌های کم تا خیلی زیاد، از چند میکرومتر بر ثانیه تا چندصد میکرومتر بر ثانیه را شامل می‌شود. در این مقاله، ابتدا میکرو-نانوموتورهای پلاتینی معرفی و انواع آن ها ذکر شده است. همچنین، انواع سازوکارهای حرکتی شامل خودالکتروکوچ، خودکوچ پخشی و حباب رانشی توضیح داده شده اند. سپس، مقایسه سرعت‌ها در سازوکار‌های حرکتی مختلف،  کاربردهای میکرو-نانوموتورها و چالش استفاده از نوع پلاتینی آن ها در شرایط درون‌تنی نیز بحث شده‌اند.

Catalytic SelfPropelled Nano/Micromotors. I. Principles and Geometry Design

Synthetic micro/nanomotors are functionalized micro/nanoparticles with the ability ofselfpropelling motion. Synthetic micro/nanomotors are the mimic of mobile organismslike bacteria in nature. Micro/nanomotors have different types such as fuel required micro/nanomotors and fuelfree ones and various applications. Fuelfree micro/nanomotors movethrough environmental changes like increasing in temperature by heating, magnetic andultrasonic fields, etc. Platinumbased micro/nanomotors are the most common types of micro/nanomotors. Hydrogen peroxide is the fuel utilized in platinumbased micro/nanomotors.The decomposition of hydrogen peroxide fuel on the platinum surface of synthetic micro/nanomotors, supplies the required energy for motion of motors. Platinumbased micro/nanomotors have different structures and geometrics include spherical, stomatocyte, rod,tubular, and shell that that creates various motion mechanisms and speeds. The motionspeed of micro/nanomotors has a wide range of amounts from one micrometer per secondto hundreds micrometers per second. In this review, platinumbased micro/nanomotors andtheir different types have been introduced. In addition, different mechanisms of motioninclude selfelectrophoresis, selfdiffusiophoresis and bubblepropulsion mechanismshave been discussed. Then, the comparison of velocities in different motion mechanisms,applications of micronanomotors and the challenge of using their platinum type in in vivoconditions were also mentioned.