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北京，1月13日(科学日报)——来自意大利、德国和西班牙的科学家合作设计了一种由微粒驱动的新型微型齿轮。微粒利用周围的过氧化氢溶液作为燃料来推动自己前进，就像一个微型马达，当它们进入齿间时推动微型齿轮旋转。这种微型齿轮有望成为未来自动微型机的基础部件。相关论文发表在《纳米与微科学技术》杂志上。
现代纳米技术可以产生结构和形态高度可控的微米和纳米级物质。最近，研究人员开始探索这些结构是否可以“赋予生命”，以便它们能够自我发展。该论文的第一作者、意大利罗马大学的克劳迪奥·麦基(Claudio McGee)说，他们正在开发一种叫做“活性物质”的高级材料，这种材料可以直接将一些内置能量转化为运动。
根据物理学家组织网络最近的一份报告，这项研究中的“活性物质”微电机是一个5微米大小的Janus粒子，有两个不对称的面，其中一个面涂有铂。当浸入过氧化氢溶液中时，微电机只向一个方向移动，并卡在齿轮一侧的齿间。该齿轮约8微米，有6个齿，可容纳多达6个骏利粒子。
研究人员表示，过去也曾使用过类似的方法，通过细菌或人工微型游泳者的集体运动来产生积极的运动，但这需要高浓度的细菌或微粒，而且很难控制它们的运动。新方法的最大优点是所需的粒子浓度低，并且运动高度是确定的。他们发现，当嵌入微型齿轮齿之间的janus粒子数为1至3时，齿轮的转速随着粒子数的增加而线性增加。当微粒数量增加到4个后，齿轮速度变慢，可能是因为添加的微粒耗尽了过氧化氢燃料，从而降低了所有微粒的整体速度。
该论文的合著者、意大利国家研究委员会成员罗伯托·迪·莱昂纳多(Roberto Di leonardo)表示，他们的研究证明了“活性物质”系统中的相互作用，并开辟了一条创造高度可重复和可控的微型机器的新途径。他们还将探索能否通过调节过氧化氢的浓度来控制微型马达的速度，因为速度控制是在芯片实验室和其他设备中使用微型机器的关键。
