上海應物所在中科院中算什么水平（上海納米技術及應用國家工程研究中心）

近日，中國科學院上海應用物理研究所物理生物學實驗室的研究人員和李迪團隊發現了一種等離子體納米電機的新驅動方法。相關工作Catalysis-drivenSelf-ThermophoresisofJanusPlasmonicNanomotors在線發表于《德國應用化學》(Angew.Chem.Int.Ed.DOI:10.1002/anie.)。

自驅動生物發動機廣泛存在于生物體中。它們利用自推進力克服布朗運動的阻力，進而高效地執行特定的生物功能。受生物馬達的啟發，自驅動人造納米馬達的設計一直吸引著研究人員的關注。自驅動納米電機可以響應特定的刺激信號并以可控的速率和方向移動，可用于生物體液中的藥物輸送和靶向。

在李迪研究員的指導下，博士生秦偉偉和彭天歡在這項工作中構建了一種新型“Janus”等離子體納米電機，該電機具有優異的催化和局域等離子體光學特性。上海交通大學任繼存教授課題組構建的共振光散射相關光譜為研究納米電機在催化反應條件下的擴散行為提供了有力的手段。研究表明，納米電機在催化Fe(CN)63-和S2O32-之間的氧化還原反應時釋放的熱量可以在納米粒子催化表面與水溶液的界面處產生不對稱的溫度梯度，導致納米電機自啟動-熱載體。從而驅動電機運動。

作者系統地研究了這種自熱泳納米電機的運動方向、驅動力與化學反應熱之間的關系。從描述布朗粒子運動的朗之萬方程出發，建立了納米電機擴散運動的隨機模型，推導了納米電機擴散系數與化學反應速度的關系。

這種由化學反應熱驅動的納米電機可以將底物的化學能轉化為電機運動的機械能，并可以通過調節底物濃度和催化劑的性質來實現電機運動速率的精確控制。因此被廣泛應用于智能納米機器人等領域，在研究開發方面具有良好的應用前景。