具有主動遷移性和多種功能的電泳驅動光催化微納米馬達（MNMs）受到了研究者的廣泛關注。然而，在光照條件下，光生成電子-空穴對的快速重組會嚴重影響燃料催化氧化還原反應中電荷的參與，進而阻礙光催化MNMs的推進和應用性能。有鑒于此，哈爾濱工業大學（深圳）馬星教授、金東東教授和廈門大學鄢曉暉教授設計了一種通過將液態金屬（LM）加入到光催化MNMs中來放大電荷分離的策略，以增強MNMs的電泳推進力，促進活性氧（ROS）的產生，實現抗菌應用。
本文要點：
（1）該MNMs以鎵（Ga）LM為內核，表面包覆了豐富的石墨相氮化碳（g-C3N4）納米片，一半被薄鉑層所覆蓋。在過氧化氫（H2O2）溶液中，該MNMs能夠表現出自推進性能，并且其運動動力學能夠被光照射進一步增強。理論計算和模擬結果表明，Ga與g-C3N4的組成可在電子能帶結構中形成歐姆結，有效提高電子-空穴對的電荷分離效率。這些結果與實驗電化學測試結果一致，可增強H2O2的催化氧化還原反應，并加速MNMs之間的電荷遷移，以改善其推進性能。
（2）與此同時，被放大的電子分離可促進活性氧的產生，使得該MNMs能夠對大腸桿菌表現出運動增強的抗菌活性。在體內傷口愈合實驗中，該光催化MNMs可產生優越的抗菌治療性能。綜上所述，該研究不僅揭示了帶電物質在MNMs的電泳運動中的作用，而且能夠為開發光催化MNMs以實現先進的生物醫學應用提供新的啟發。
Zichang Guo. et al. Liquid Metal Amplified Charge Separation in Photocatalytic Micro/Nanomotors for Antibacterial Therapy. ACS Nano. 2025
DOI: 10.1021/acsnano.5c03785
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c03785
