近来,暨南大学化学与资料学院副教授王吉壮、教授李丹团队与合作者,开发了一种经过体相异质结有机半导体太阳能电池的旋涂技能可规划性结构光驱动功用微机器人的新办法,能够在各种维度结构(0D、1D、2D、3D)上完成高效光驱动功用微机器人的规划结构。相关效果发表于《先进资料》。
该研讨中,研讨人员将高效光电转化功用的体相异质结有机半导体太阳能电池与灵敏结构的旋涂技能相结合,能够将不同结构的慵懒模板,包含各种维度结构(0D、1D、2D、3D),进行旋涂活化,以此来完成随意结构的光驱动功用微机器人的全新规划办法。该微纳机器人的驱动机制主要是依接近红外光激起的光电化学反应所引发的自分散泳驱动。具体来说,涂层薄膜经过吸收NIR光,驱动光电化学反应,然后分散构成离子浓度梯度,然后推进微纳机器人的运动。这种自分散泳动机制使得微纳机器人能够在NIR光照下完成高效的定向运动。
该办法使用旋涂技能可将近红外呼应的体相异质结有机半导体太阳能电池溶液涂覆在恣意慵懒结构上,然后赋予其运动才能。因为涂层薄膜极端纤薄,原始物体的形状和功用得以保存,完成了功用与结构的完美交融。不同维度的微纳机器人在不同使用领域中展现出明显优势。0D微纳机器人:适用于活性晶体的生成;1D和2D微纳机器人:在微塑料捕捉和管道模型中的货物运输方面表现优异;3D微纳机器人:具有光控导航才能,能够在杂乱环境中完成准确的光学控制和导航。
该作业开发了一种全新的构筑战略,经过旋涂技能使用体异质结有机光伏(OSC)结构,恣意构建从0D到3D的微机器人。在近红外照射下,这些根据OSC的微机器人展现了多种自驱动运动行为。研讨之后发现,不同的结构规划会引发不同的运动形式,包含定向运动和旋转运动,尤其是在具有多重旋转对称结构的微转子中观察到了运动行为的改变。
此外,该办法能够根据特定功用需求完成定制微机器人的构筑:0D微机器人可用于诱导活晶体构成,1D和2D微机器人用于去除微塑料,微转子用于准确的齿轮啮合和货物运输,而3D纳米树机器人则展现了趋光导航的才能。旋涂体相异质结OSC技能还可拓宽至其他的有机半导体系统,表现了其广泛的适用性,其特异性的功用化使用突显了光驱动微纳机器人在多个领域中的潜在使用远景。