尺寸可控制的還原氧化石墨烯氣凝膠微球（RGOAM），用作微電機
無燃料光碟機動微電機因其具有可逆、無創、遠程操作等優點而受到越來越多的關注。然而，由於水在環境水體中的流動性，運動速度很小，這是一個具有挑戰性的瓶頸。本文暨南大學，材料系焦延鵬研究員團隊在《 ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊發表名為「Near-Infrared Light-Steered Graphene Aerogel Micromotor with High Speed and Precise Navigation for Active Transport and Microassembly」的論文，一種簡單的方法來構造具有各向同性結構的基於石墨烯氣凝膠的微球電動機。這種微電機可以通過在水中進行近紅外光譜誘導的自不對稱熱梯度生成來驅動，這是由於石墨烯在不對稱近紅外光譜曝光下進行光熱轉化而產生的。通過基於流體動力電噴霧方法，大規模方法成功製造了RGOAM。在這項研究中，我們將RGOAM微電機應用於染料的微陣列成形，微零件組裝和主動按需加載/運輸-卸載，從而證明RGOAM具有實現貨物運輸和微裝配的潛力。通用的各向同性微電機的一個很好的例子，它可以以NIR轉向進行精確的導航，而且速度很快，但是只能通過簡單的製造過程來實現。這也為新一代各向同性能微型機器人鋪平了道路，這些機器人具有超強的功能和生物友好的驅動方式，可用於大規模生產。
圖1.（A）RGOAM的製造過程示意圖。（B）不同尺寸的RGOAM的照片。RGOAM的（C）外部形態和（D）交叉輪廓的SEM圖像。插圖是局部放大。
圖2. NIR在水上驅動的RGOAM的運動性能
圖3.在恆定雷射功率（3.82 W / mm 2）下，由溫度梯度分布介導的近紅外光推動的RGOAM運動。
圖4.自製迷宮中RGOAM的NIR驅動導航運動（比例尺= 10 mm）。
圖5.（A）分別在水中存在和不存在近紅外輻射的情況下，RGOAM的漂浮和下沉運動圖像。
（B）在NIR開/關開關控制的水中漂浮/潛水交替運動25個循環。插圖代表RGOAM在水中的位置，分別對應於打開和關閉NIR。（C）RGOAM的漂浮速度隨NIR照射光強度而變化。（D）NGO輻照下RGOAM在不同角度的漂浮運動。圖6.（A）在2.55 W / mm 2的雷射功率下，光導向排列到由RGOAM形成的不同形狀的陣列。
（B）將兩個對應的零件進行輕導向的RGOAM推進組裝成完整的圓形結構。插圖是水上拼接過程的示意圖。比例尺= 10毫米。成群的RGOAM的光控染料傳輸能力（包括重複吸收，傳遞和解吸）。（C）用於說明具有大量RGOAM的光導染料傳輸的模型示意圖。（D）使用輕型群聚RGOAM進行的每個循環的若丹明B去汙效率。此工作將激發新一代功能化微型機器人的廣泛適用性，它具有製造簡單、導航快速精確、承載能力大、可擴展平臺易於裝飾、駕駛方式遠程生物友好等特點，這可能為其在生物醫學和環境領域的應用提供可觀的前景。
文獻：
來源：文章來自 ACS Appl. Mater. Interfaces網站，由材料分析與應用整理編輯。
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