Chemically Propelled Motors Navigate Chemical Patterns.
Chemically Propelled Motors Navigate Chemical Patterns.
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化学推进电机驾驭化学模式
DOI：
10.1002/advs.201800028
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发表时间：
2018-09
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Kapral R
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chen JX;Chen YG;Kapral R
使用化学反应来驱动其运动的非常小的合成马达正在被广泛研究，因为它们的潜在应用通常涉及纳米尺度上的主动运输和动力学。就像生物分子机器一样，它们必须能够在复杂、高度波动的环境中执行任务，这些环境可以形成具有不同结构的化学模式。在这样的系统中，马达可以主动组装成动态集群和其他独特的非平衡状态。它示出了如何与小的特征尺寸的化学图案可用于抑制旋转布朗运动的电机，并引导它们沿沿着规定的路径移动，属性，可以利用在应用程序中。在具有较大模式长度尺度的系统中，域可以通过趋化效应作为马达的捕获盆地。在这种限制域中产生的集体动力学可以用来探索活性粒子集体动力学的新方面或促进特定类型的活性自组装。更一般地说，当化学自推进发动机在远离平衡的活性化学介质中运行时，各种可能的现象及其潜在应用范围将大大增加。
Very small synthetic motors that use chemical reactions to drive their motion are being studied widely because of their potential applications, which often involve active transport and dynamics on nanoscales. Like biological molecular machines, they must be able to perform their tasks in complex, highly fluctuating environments that can form chemical patterns with diverse structures. Motors in such systems can actively assemble into dynamic clusters and other unique nonequilibrium states. It is shown how chemical patterns with small characteristic dimensions may be utilized to suppress rotational Brownian motions of motors and guide them to move along prescribed paths, properties that can be exploited in applications. In systems with larger pattern length scales, domains can serve as catch basins for motors through chemotactic effects. The resulting collective motor dynamics in such confining domains can be used to explore new aspects of active particle collective dynamics or promote specific types of active self‐assembly. More generally, when chemically self‐propelled motors operate in far‐from‐equilibrium active chemical media the variety of possible phenomena and the scope of their potential applications are substantially increased.
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