微流控光刻仿生螺旋微型马达

随着2016年诺贝尔化学奖授予了三位科学家来表彰他们在“分子及其的设计与合成方面”的贡献，微型马达的设计与制备再一次成为科学家们研究的热点。从自然界中生物机器例如细菌鞭毛受到启发，人工制备仿生的螺旋微型马达得到了广泛关注。然而，当前的微型马达制造工艺往往比较复杂，而且难以量产。

近日，东南大学赵远锦教授课题组将流体光刻技术集成于微流控螺旋纺织体系，开发了一种新型的连续制备仿生螺旋微马达的方法。该方法借助于微流控共轴流体系统对于流体在其通道中的流动行为进行调节，并通过快速的离子交联形成具有连续螺旋结构的微米纤维模板；与此同时，通过光掩模板和紫外光照对纤维模板中的光敏感材料进行区域性聚合；最后将模板中未聚合部分的水凝胶进行降解，即可得到离散的螺旋微型马达。

在微流控螺旋纺织过程中集成掩模板紫外聚合方法来制备具有离散聚合单元的螺旋纤维；b）通过酶降解纤维模板中未被光聚合的部位得到游离的螺旋微马达

相比于传统制备方法，这种方法可以实现多相流体的控制。通过改变行成螺旋纤维模板的流体组成，可以实现多组分、核壳结构螺旋微马达的制备，增加了其内部结构的复杂度，从而赋予螺旋微马达更加丰富的应用。

多组分和核壳结构螺旋微马达

通过该方法制备得到的螺旋微型马达由于其多样的结构，可以实现非燃料驱动和燃料驱动两种运动模式。在非燃料驱动模式下，通过在其中引入磁响应的纳米粒子，并将其置于三维磁场中，可以通过磁场的调节实现其旋转和进动的功能。而在燃料驱动的应用中，使用具有核壳结构的螺旋微马达可以更好地借助于催化反应产生气体而获得向前运动的推动力。核层中具有催化作用的纳米粒子可以对于外部的流体进行更加集中的催化，从而产生更集中的推动力，实现了螺旋微马达在流体中的定向运动。这一研究拓展了微流控技术的核心价值，同时开拓了仿生微马达制备研究及功能提升的新途径。