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微环境对人工微型电动机的影响

通过从周围环境中收集能量，被称为“人工微电机”的颗粒在置于水溶液中时可以在特定方向上推动自身。在当前的研究中，微电机的一种流行选择是球形的“剑齿颗粒”（Janus粒子），其特征是两个具有不同物理特性的不同侧面。

但是，到目前为止，很少有研究探索这些粒子如何与周围微环境中的其他物体相互作用中国机械网okmao.com。在EPJ E中详细介绍的一项实验中，由Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf的Larysa Baraban领导的德国和荷兰的研究人员首次展示了Janus粒子的速度如何与附近屏障的物理特性相关。

该团队的发现可以帮助研究人员设计可以穿越高度复杂的生物环境的微型电机。这些颗粒对于包括药物输送和纳米外科手术在内的尖端医疗技术将具有无价的价值。在他们的研究中，Baraban及其同事准备了两种类型的Janus球体：第一种具有带负电的表面，第二种具有带正电的涂层。

当置于去离子水中时，两种类型都会产生离子浓度梯度，并朝相反的方向推进。在附近，研究人员还放置了一块玻璃基板，该基板承载着各种电荷密度。当基材和颗粒涂层都具有相同的电荷时，负颗粒会以不同的速度将其自身推离表面。

对于带正电的基材和颗粒涂层，Baraban的团队发现这些速度与基材的电荷密度呈正相关。根据研究人员的说法，这种现象的出现是由于在带正电的涂层上发生的化学反应在周围的流体中产生了自己的离子浓度梯度。这种产生的“渗透”沿着带电的基材流动，导致Janus粒子加速。

这一发现是我们了解自推进粒子如何受到周围微环境影响的关键一步。通过进一步的研究，这可能很快使研究人员能够以特定的速度和方向设计Janus粒子，使其更适合在复杂的环境中导航。

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