Understanding the efficiency of autonomous nano- and microscale motors

Journal of the American Chemical Society

Volumn 135, Issue 28, 2013, Pages 10557-10565

  Wang, Wei ^a   Chiang, Tso Yi ^b   Velegol, Darrell ^b   Mallouk, Thomas E ^a  

^a PENNSYLVANIA STATE UNIVERSITY   (United States)

^b The Pennsylvania State University   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CATALYTIC MOTOR; DIFFERENT CLASS; FLAGELLAR MOTORS; HIGHER EFFICIENCY; MEASUREMENTS OF; POWER CONVERSION EFFICIENCIES;

CONVERSION EFFICIENCY; ENERGY DISSIPATION; GOLD; MICROMOTORS; NANORODS;

EFFICIENCY;

GOLD; NANOROD; NANOTUBE; PLATINUM;

ARTICLE; CATALYSIS; CHEMICAL COMPOSITION; CHEMICAL STRUCTURE; DECOMPOSITION; DIFFUSION COEFFICIENT; ELECTRIC FIELD; ELECTROCHEMICAL ANALYSIS; ELECTROPHORESIS; GENERAL DEVICE; MAGNETIC FIELD; MICROMOTOR; NANOMOTOR; OXIDATION REDUCTION REACTION; PARTICLE SIZE; PROTON TRANSPORT; TEMPERATURE SENSITIVITY; VISCOSITY; ZETA POTENTIAL;

EID: 84880336634     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja405135f     Document Type: Article

References (65)

1. Mallouk, T. E.; Sen, A. Sci. Am. 2009, 72
2. Ozin, G. A.; Manners, I.; Fournier-Bidoz, S.; Arsenault, A. Adv. Mater. 2005, 17, 3011
3. Paxton, W. F.; Kistler, K. C.; Olmeda, C. C.; Sen, A.; St Angelo, S. K.; Cao, Y.; Mallouk, T. E.; Lammert, P. E.; Crespi, V. H. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 13424
4. Fournier-Bidoz, S.; Arsenault, A. C.; Manners, I.; Ozin, G. A. Chem. Commun. 2005, 441
5. Sattayasamitsathit, S.; Gao, W.; Calvo-Marzal, P.; Manesh, K. M.; Wang, J. ChemPhysChem 2010, 11, 2802
6. Demirok, U. K.; Laocharoensuk, R.; Manesh, K. M.; Wang, J. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 9349
7. Laocharoensuk, R.; Burdick, J.; Wang, J. ACS Nano 2008, 2, 1069
8. Zacharia, N. S.; Sadeq, Z. S.; Ozin, G. A. Chem. Commun. 2009, 5856
9. Balasubramanian, S.; Kagan, D.; Manesh, K. M.; Calvo-Marzal, P.; Flechsig, G. U.; Wang, J. Small 2009, 5, 1569
10. Campuzano, S.; Kagan, D.; Orozco, J.; Wang, J. Analyst 2011, 136, 4621
11. Paxton, W. F.; Baker, P. T.; Kline, T. R.; Wang, Y.; Mallouk, T. E.; Sen, A. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 14881
12. Wu, J.; Balasubramanian, S.; Kagan, D.; Manesh, K. M.; Campuzano, S.; Wang, J. Nat Commun 2010, 1, 36
13. Jun, I. K.; Hess, H. Adv. Mater. 2010, 22, 4823
14. Solovev, A. A.; Mei, Y.; Bermúdez Ureña, E.; Huang, G.; Schmidt, O. G. Small 2009, 5, 1688
15. Mei, Y.; Solovev, A. A.; Sanchez, S.; Schmidt, O. G. Chem Soc Rev 2011, 40, 2109
16. Huang, G. S.; Wang, J. S.; Mei, Y. F. J. Mater. Chem. 2012, 22, 6519
17. Gao, W.; Sattayasamitsathit, S.; Orozco, J.; Wang, J. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 11862
18. Manesh, K. M.; Cardona, M.; Yuan, R.; Clark, M.; Kagan, D.; Balasubramanian, S.; Wang, J. ACS Nano 2010, 4, 1799
19. Li, J. X.; Huang, G. S.; Ye, M. M.; Li, M. L.; Liu, R.; Mei, Y. F. Nanoscale 2011, 3, 5083
20. Solovev, A. A.; Sanchez, S.; Pumera, M.; Mei, Y. F.; Schmidt, O. G. Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 2430
21. Sanchez, S.; Solovev, A. A.; Mei, Y. F.; Schmidt, O. G. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 13144
22. Sanchez, S.; Ananth, A. N.; Fomin, V. M.; Viehrig, M.; Schmidt, O. G. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 14860
23. Solovev, A. A.; Xi, W.; Gracias, D. H.; Harazim, S. M.; Deneke, C.; Sanchez, S.; Schmidt, O. G. ACS Nano 2012, 6, 1751
24. Balasubramanian, S.; Kagan, D.; Jack Hu, C.-M.; Campuzano, S.; Lobo-Castañon, M. J.; Lim, N.; Kang, D. Y.; Zimmerman, M.; Zhang, L.; Wang, J. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 4161
25. Campuzano, S.; Orozco, J.; Kagan, D.; Guix, M.; Gao, W.; Sattayasamitsathit, S.; Claussen, J. C.; Merkoçi, A.; Wang, J. Nano Lett. 2011, 12, 396
26. Zhang, L.; Abbott, J. J.; Dong, L.; Peyer, K. E.; Kratochvil, B. E.; Zhang, H.; Bergeles, C.; Nelson, B. J. Nano Lett. 2009, 9, 3663
27. Zhang, L.; Petit, T.; Lu, Y.; Kratochvil, B. E.; Peyer, K. E.; Pei, R.; Lou, J.; Nelson, B. J. ACS Nano 2010, 4, 6228
28. Ghosh, A.; Fischer, P. Nano Lett. 2009, 9, 2243
29. Tottori, S.; Zhang, L.; Qiu, F.; Krawczyk, K. K.; Franco-Obregon, A.; Nelson, B. J. Adv. Mater. 2012, 24, 811
30. Gao, W.; Sattayasamitsathit, S.; Manesh, K. M.; Weihs, D.; Wang, J. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 14403
31. Dreyfus, R.; Baudry, J.; Roper, M. L.; Fermigier, M.; Stone, H. A.; Bibette, J. Nature 2005, 437, 862
32. Paxton, W. F.; Sen, A.; Mallouk, T. E. Chem.-Eur. J. 2005, 11, 6462
33. Shi, Y.; Huang, L.; Brenner, D. W. J. Chem. Phys. 2009, 131, 014705
34. Tao, Y. G.; Kapral, R. J. Chem. Phys. 2009, 131
35. Sabass, B.; Seifert, U. J. Chem. Phys. 2012, 136
36. Sabass, B.; Seifert, U. Phys. Rev. Lett. 2010, 105
37. Iwatani, S.; Iwane, A. H.; Higuchi, H.; Ishii, Y.; Yanagida, T. Biochemistry 1999, 38, 10318
38. Block, S. M. Cell 1998, 93, 5
39. Wang, Y.; Hernandez, R. M.; Bartlett, D. J.; Bingham, J. M.; Kline, T. R.; Sen, A.; Mallouk, T. E. Langmuir 2006, 22, 10451
40. Hernández, R. M.; Richter, L.; Semancik, S.; Stranick, S.; Mallouk, T. E. Chem. Mater. 2004, 16, 3431
41. Kline, T. R.; Tian, M.; Wang, J.; Sen, A.; Chan, M. W. H.; Mallouk, T. E. Inorg. Chem. 2006, 45, 7555
42. Mbindyo, J. K. N.; Mallouk, T. E.; Mattzela, J. B.; Kratochvilova, I.; Razavi, B.; Jackson, T. N.; Mayer, T. S. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 4020
43. Shin, T.-Y.; Yoo, S.-H.; Park, S. Chem. Mater. 2008, 20, 5682
44. McKee, D. W. J. Catal. 1969, 14, 355
45. Liu, R.; Sen, A. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 20064
46. CRC Handbook of Chemistry and Physics, 93 rd ed.; Taylor & Francis, Inc., CRC Press: Boca Raton, FL, 2012.
47. Moran, J.; Wheat, P.; Posner, J. Phys. Rev. E 2010, 81, 065302
48. Kline, T. R.; Paxton, W. F.; Wang, Y.; Velegol, D.; Mallouk, T. E.; Sen, A. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 17150
49. Ibele, M. E.; Wang, Y.; Kline, T. R.; Mallouk, T. E.; Sen, A. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 7762
50. Grabinski, C.; Schaeublin, N.; Wijaya, A.; D'Couto, H.; Baxamusa, S. H.; Hamad-Schifferli, K.; Hussain, S. M. ACS Nano 2011, 5, 2870
51. Wattendorf, U.; Merkle, H. P. J. Pharm. Sci. 2008, 97, 4655
52. Otsuka, H.; Nagasaki, Y.; Kataoka, K. Adv. Drug Delivery Rev. 2012, 64, 246
53. Sze, A.; Erickson, D.; Ren, L. Q.; Li, D. Q. J. Colloid Interface Sci. 2003, 261, 402
54. Gao, W.; Uygun, A.; Wang, J. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 897
55. Solovev, A. A.; Sanchez, S.; Mei, Y. F.; Schmidt, O. G. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 10131
56. Gibbs, J. G.; Zhao, Y. P. Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 163104
57. Purcell, E. M. Am. J. Phys 1977, 45, 3
58. Purcell, E. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997, 94, 11307
59. Li, G.; Tang, J. X. Biophys. J. 2006, 91, 2726
60. Chattopadhyay, S.; Moldovan, R.; Yeung, C.; Wu, X. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 13712
61. Jiang, H. R.; Yoshinaga, N.; Sano, M. Phys. Rev. Lett. 2010, 105
62. Qian, B.; Montiel, D.; Bregulla, A.; Cichos, F.; Yang, H. Chem. Sci. 2013, 4, 1420
63. Baraban, L.; Streubel, R.; Makarov, D.; Han, L.; Karnaushenko, D.; Schmidt, O. G.; Cuniberti, G. ACS Nano 2012, 7, 1360
64. Barnes, P. Y.; Early, E. A.; Parr, A. C. NIST Measrurement Services: Spectral Reflectance; U.S. Government Printing Office: Washington, D.C., 1998.
65. Wang, W.; Castro, L. A.; Hoyos, M.; Mallouk, T. E. ACS Nano 2012, 6, 6122