游动微纳米机器人与微纳流体力学

阅读量：

410

作者：

王威

展开

摘要：

具备靶向治疗,血栓清除,健康监测等功能的游动微纳米机器人,是一种颠覆性的新型医学诊疗器件,近年来受到学术界和工业界的高度关注.不同于传统意义上通过微纳加工的方法制备的微纳器件,游动微纳米机器人往往是通过物理,化学方法合成的功能微纳米颗粒.近十余年来,国内外科学家已开发出利用化学能,电磁能,光能等驱动的游动微纳米机器人,并在体外和体内初步实现了装载释放微纳米货物,生物传感,组织切除,细胞植入等多种应用.由于其独特的尺寸和动力学特性,游动微纳米机器人的驱动和应用中涉及丰富的微纳流体力学问题.首先,微纳米尺度的物体在运动时受到布朗运动的极大影响,并且受到低雷诺数下的运动限制.为打破这一限制,一大类游动微纳米机器人是通过表面化学反应所产生的化学物质浓度梯度而运动的,其机制通常为自扩散泳(self-diffusiophoresis)或者自电泳(self-electrophoresis),本质均为胶体颗粒表面的滑移流(slip flow);而在电场,磁场,超声波,光等驱动的游动微纳米机器人例子中,其运动也往往源于微纳流体力学效应.此外,不论是何种驱动机制,游动微纳米机器人彼此之间及与环境之间也往往存在不可忽视的流体作用力.在本报告中,我将简要介绍游动微纳米机器人近年来的研究进展,希望能够帮助参会人走近这一朝气蓬勃又充满挑战的新兴研究领域,并从中寻找到微纳流体力学的新问题.

展开

关键词：

游动微纳米机器人、泳效应

会议名称：

第十一届全国流体力学学术会议

会议地点：

中国广东深圳