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Glucose-Fueled Micromotors with Highly Efficient Visible-Light Photocatalytic Propulsion.

化学工程 光电子学 能量转换效率 可见光谱 化学能
作者
Qinglong Wang,Renfeng Dong,Chun Wang,Shuyu Xu,Decheng Chen,Yuying Liang,Biye Ren,Wei Gao,Yue-Peng Cai
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:11 (6): 6201-6207 被引量:55
标识
DOI:10.1021/acsami.8b17563
摘要

Synthetic micro/nanomotors fueled by glucose are highly desired for numerous practical applications because of the biocompatibility of their required fuel. However, currently all of the glucose-fueled micro/nanomotors are based on enzyme-catalytic-driven mechanisms, which usually suffer from strict operation conditions and weak propulsion characteristics that greatly limit their applications. Here, we report a highly efficient glucose-fueled cuprous oxide@N-doped carbon nanotube (Cu_2O@N-CNT) micromotor, which can be activated by environment-friendly visible-light photocatalysis. The speeds of such Cu_2O@N-CNT micromotors can reach up to 18.71 μm/s, which is comparable to conventional Pt-based catalytic Janus micromotors usually fueled by toxic H_2O_2 fuel. In addition, the velocities of such motors can be efficiently regulated by multiple approaches, such as adjusting the N-CNT content within the micromotors, glucose concentrations, or light intensities. Furthermore, the Cu_2O@N-CNT micromotors exhibit a highly controllable negative phototaxis behavior (moving away from light sources). Such motors with outstanding propulsion in biological environments and wireless, repeatable, and light-modulated three-dimensional motion control are extremely attractive for future practical applications.
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