双金属二氧化硅基与3D打印活性胶体立方体的制备与表征

自推进活性立方体的模拟揭示了单个和集体层面均存在有趣行为，强调了开发实验类似物以检验这些理论预测的重要性。大多数活性胶体立方体的实验实现依赖光驱动和/或磁场来维持持续活性机制，且缺乏材料多样性。此处我们提出一种基于催化反应的活性双金属立方体推进系统，并研究其行为。我们通过合成二氧化硅长方体和3D打印微立方体，并在其表面沉积金和铂层来实现该系统。我们在不同厚度的金层以及低和高过氧化氢浓度下表征了胶体动力学。我们表明基底金层的厚度对自推进速度仅有轻微影响，并且会诱导产生重力力矩，导致粒子速度方向指向平面外，从而有效抑制推进。我们发现更高的活性力可以弥补力矩的影响，产生有利于面内推进的粒子取向。最后，我们利用3D打印将结果与不同材料、尺寸和圆度的立方体进行比较，证明速度随粒子尺寸增大而缩放源于尺寸依赖的阻力。我们的实验将活性立方体的制备拓展至不同材料和推进机制，并强调各向异性形状活性粒子的设计需要考虑形状与活性之间的相互作用，以实现有利的沉降和高效的面内推进。