近日，日本同志社大學的科學家通過研究鉑粒子在過氧化氫溶液中的反應，發(fā)現了一種可以驅動粒子馬達的新機制。相關研究成果日前發(fā)表于由美國物理學會主辦的《化學物理期刊》。

粒子馬達具有在體內運輸藥物或控制化學反應的應用前景。“在未來，分子馬達將不僅被用于為微型機械或微型工廠提供動力，還能夠為我們解開許多生命之謎?！痹撔７肿踊瘜W工程實驗室研究人員山本內藤大湖說。

然而，粒子馬達的運行環(huán)境與宏觀機械的運行環(huán)境有著很大不同。它們具有很大的表面積質量比，需要恒定的驅動力來使之運轉。此前，研究者通過一種名為“不對稱化學反應”的機制來提供這種驅動力。

例如，一種名為“杰納斯”的粒子馬達，由一群表面覆蓋有兩種材料的球形粒子組成。其中一種材料為由鉑等金屬制造的催化劑，能夠加速過氧化氫轉化為水和氧氣的反應過程。當杰納斯馬達被置入過氧化氫溶液中，其覆有鉑催化劑的一面迅速產生大量氧氣氣泡，進而推動球形粒子前進。

而上述學校的研究者發(fā)現，制造粒子馬達不一定需要兩種不同的材料。

研究者將僅由鉑制造的微型球體放入過氧化氫溶液中后，通過顯微鏡觀察這些粒子的運動方式發(fā)現，雖然從個體角度來說，每個粒子均以隨機跳躍的形式運動，但從宏觀的角度來看，粒子群體的運動方式呈現出明顯的規(guī)律性：形狀與淚滴類似的粒子群可以直線前進，形狀類似風車的粒子群會旋轉，而與回旋鏢形狀類似的粒子群則能夠進行圓周運動。在經過建立力學模型之后，研究人員認為，造成這種現象的原因在于不同形狀能夠產生不同的非對稱力。

研究人員表示，該研究揭示，通過設計不同形狀的粒子群將能夠制造出一系列更加可控的粒子馬達。（來源：中國科學報 邱銳）

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