分會

第三十五分會：膠體與界面化學

摘要

微納米馬達的眾多驅(qū)動方式中，光驅(qū)動馬達因其具有非接觸式能量傳遞、控制簡單、驅(qū)動效率高等優(yōu)勢，成為了微納米馬達方向的研究熱點。因而在各個方面都有巨大的應用潛力，然而它也面臨著種種挑戰(zhàn)，如：能量轉(zhuǎn)換效率低、高能量攝入（高光強、高燃料濃度）從而極大的限制了它們的可操作性和應用場景。光驅(qū)動馬達驅(qū)動機制，都是基于光誘導發(fā)生光催化電解質(zhì)和非電解質(zhì)而產(chǎn)生非對稱梯度，產(chǎn)生自擴散泳或自電泳[1]。在提高光驅(qū)動馬達能量轉(zhuǎn)換效率和進一步降低能耗方面，高效的光催化反應對馬達的產(chǎn)生強推動力是必要的。人們?yōu)榱颂岣咂潋?qū)動效率主要做了以下兩方面的工作：設(shè)計新型微納米馬達，如改變半導體材料，優(yōu)化馬達結(jié)構(gòu)等，但這些對于材料制備比較具有挑戰(zhàn)性[2]。同時，在過去的十年間，人們也開發(fā)了像H2O2及氫醌、聯(lián)胺、葡萄糖、尿素等多種燃料，但是這些燃料的發(fā)現(xiàn)仍然不能夠滿足研究者對于高效光驅(qū)動馬達的需求[3]。近期我們發(fā)現(xiàn)在光催化產(chǎn)氫領(lǐng)域中，通常會在反應體系中引入微量的三乙醇胺來提升產(chǎn)氫效率，受到這一現(xiàn)象的啟發(fā)。我們在TiO2-Pt馬達體系中，加入微量的三乙醇胺發(fā)現(xiàn)也可以有效的提升馬達的速度，提升約為純水中速度的5倍。同時我們用電化學測試表明，引入TEOA，確實增加了光催化反應的效率[4]。在后續(xù)的研究中我們發(fā)現(xiàn)，這種燃料并不適用于每一種光驅(qū)動馬達體系。出于這個現(xiàn)象，我們嘗試了幾種不同的光驅(qū)動馬達，發(fā)現(xiàn)TEOA只對于氧化端反應限制型光驅(qū)動馬達有顯著的作用。雖然TEOA這種燃料對所有光驅(qū)動馬達不具有普適性，但是對于n型半導體-金屬這種Janus結(jié)構(gòu)的馬達速度的提升很顯著，具有一定的推廣意義。

關(guān)鍵詞

光驅(qū)動微納米馬達；三乙醇胺；動力學行為，電化學

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段世芳 甘肅農(nóng)業(yè)大學、劉佳鈺 哈爾濱工業(yè)大學（深圳）、陳曦 成都理工大學 共3人點贊了這篇線上墻報。