微米马达是一种通过与周围燃料发生反应,将环境中的化学能转化成推动自身自主运动的动能的装置。近些年来,随着纳米科学技术的不断发展,微米马达的研究也取得了飞速的发展。但是,如今马达的研究领域依然存在一些未被解决的问题。比如,现有的常规微米马达依然采用H2O2,I2,Br2,肼等作为燃料,不仅容易污染环境而且限制了其在生物医学方面的应用。再比如,很多微米马达的推进燃料比较单一,不能够被多种燃料驱动,这也同时导致其应用领域受到限制。基于以上问题,我们研究了以水为燃料驱动的微米马达,并探索了其在杀菌方面的应用,主要包括以下两个方面的工作:1.我们制备了一种双金属不对称球形微米马达。通过在金属镁球的表面热沉积的方法蒸镀一层银的类似“帽子”的金属薄层。由于这个不对称球形微米马达存在双金属(Mg/Ag)结构,所以这种微米马达可以通过金属银和镁作为“发动机”,分别利用在H2O2和水溶液中发生化学反应所产生的气泡作为推动力推动自身运动。另外由于众所周知的银的广谱杀菌抗菌效应,在溶液中自主运动的双金属不对称球形微米马达也同样具有杀菌功能。相比较静止不动的双金属不对称球形微米马达,运动的微米马达的杀菌速度大大的提高了(比静止的双金属不对称球形微米马达提高了大约9倍的杀菌速率)。因此,基于运动的双金属不对称球形微米马达展现的优异性能,我们相信可以将其应用于环境治理方面。2.我们采用蒸镀的方法在镁金属小球的一面覆盖金属铝的薄层,制备出了镁/铝不对称球形微米马达(Mg/Al Janus micromotor)。该双金属马达可以利用表面的金属铝在强碱的环境下反应产生的氢气作为推动力,来推动马达向一侧运动,也可以利用金属镁可以与水或酸溶液反应产生的氢气作为推动力,向另一侧运动。从而发展出来了能够在不同的环境下工作的微米马达。另外,由于在不同的pH溶液中该镁/铝不对称球形微米马达的运动速度也不相同,所以我们可以将其应用到pH传感领域。3.我们通过模板合成的方法制备了管状微米马达。该马达由两部分组成,明胶构建的微米管以及管内部吸附的Pt纳米粒子。该马达可以通过Pt纳米粒子催化过氧化氢分解产生O2来实现自主运动。该方法可以简便,高效的合成微米管状马达。