注：文末有研究团队简介 及本文作者科研思路分析
微纳马达是21世纪纳米科技发展的重要分支，按照尺寸划分为微米或纳米级，可在外界能量(光、电、磁、热、化学能等)的刺激下发生运动(包括转动、翻转、梭动、收缩、聚集等)。相比于传统的微纳颗粒，其可控运行的特性使之在未来生物临床、环境治理、微纳器械、微纳加工等领域展现出卓越的应用前景。光驱动微纳马达是微纳马达中十分重要的类型，由于具有运动远程可控的独特性能一直备受关注。
光能是大自然赋予人类的能量与资源，太阳光被认为是理想的能量来源，利用太阳光高效驱动微纳马达，并在微观复杂体系中执行程序化任务是光驱动微纳马达的终极目标。近日，华南理工大学的任碧野教授团队与华南师范大学蔡跃鹏教授、加州大学伯克利分校高伟博士合作，利用碘氧化铋（BiOI）卓越的可见光光催化性能，制备了一种可见光驱动且可在纯水中运行的Janus微球马达，该研究工作是利用绿色可再生能源驱动微纳马达迈进的重要一步。
该工作首次设计制备的基于BiOI的Janus微球马达，有效地利用自然界中最常见也最为环保的可再生能源“可见光与水”来驱动马达自身。通过调节光源的开关，可有效地启动/停止马达的运动；通过调节光源的强弱，可有效地调节马达运行速度的快慢。这一微纳马达的设计不仅解决了光驱动微纳马达目前只有紫外光和红外光作为能源的弊端，同时为水燃料马达的发展提供了新的思路，对未来利用纳米科技解决生物医药或环境治理方面的问题具有重要的指导意义。
这一成果近期发表在Journal of the American Chemical Society 上，文章的第一作者是华南师范大学博士后董任峰。
该论文作者为：Renfeng Dong，Yan Hu，Yefei Wu，Wei Gao，Biye Ren，Qinglong Wang and Yuepeng Cai
原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：
Visible-Light-Driven BiOI-Based Janus Micromotor in Pure Water
J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 1722–1725, DOI: 10.1021/jacs.6b09863
董任峰博士简介
董任峰，华南师范大学师资博士后。2016年于华南理工大学取得博士学位，导师为任碧野教授；2012年至2014年获得国家“建设高水平大学”公派研究生项目奖学金资助，赴美国加州大学圣地亚哥分校进行联合培养，师从世界著名科学家Joseph Wang（H因子116，总引用次数超过59000次，位列世界前10名）。董任峰博士一直致力于高效、环保的新型微纳马达的设计与制备；在相关领域发表SCI收录的论文22篇，EI收录的论文1篇，包括J. Am. Chem. Soc.、ACS Nano、Nat. Commun.、Adv. Mater.、Nanoscale、ACS Appl. Mater. Interfaces 等国际著名学术刊物；2016年6月入站至今已获得中国博士后科学基金和广东省博士启动基金资助。
科研思路分析
Q：这项研究的最初目的是什么？或者说想法是怎么产生的？
A：目前关于光驱动微纳马达的主流报道均为紫外光或者近红外光驱动，紫外光的刺激性以及近红外光的热效应均会在一定程度上限制微纳马达的应用。另一方面，少量报道利用蓝光等可见光驱动的微纳马达，却需要引入过氧化氢等毒性化学物质，同样极大地制约了马达的应用前景。因此，我们设想创造一种无论从光源还是燃料都环保的微纳马达以拓展其应用范围，我们想到利用自然界中两种极为常见的可再生绿色能源“可见光和水”来提供马达运行的能量。
Q：研究过程中遇到的最大挑战在哪里？
A：本项目最大的挑战在于其驱动机理的分析。Janus微球马达的运动机理有自电泳、扩散泳、热泳、气泡驱动等，我们通过大量的对照实验以及电化学测试证实这种基于BiOI的Janus微球马达通过自电泳机理驱动。
Q：本项研究成果最有可能的重要应用有哪些？哪些领域的企业或研究机构最有可能从本项成果中获得帮助？
A：可见光驱动的新型Janus微球马达的运动本质是基于BiOI卓越的可见光催化性能。因此，利用BiOI的光催化性能，一方面可推进马达运动，另一方面可降解水环境中的有机污染物。此外，BiOI微球马达为多孔结构，理论上应具有较好的吸附性能，可吸附污水中的重金属离子或其他难降解有机污染物。更重要的是，相对于静态的光催化剂，光驱动微纳马达具有较好的运动性能，可有效地增加光催化剂与污染物的接触面积，从而极大的提升有机污染物的降解速率，节省成本。本研究成果将对环境治理领域，尤其是污水治理方面的技术发展提供借鉴。
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