Self-Propelled Nanomotors Autonomously Seek and Repair Cracks

Nano Letters

Volumn 15, Issue 10, 2015, Pages 7077-7085

  Li, Jinxing ^a   Shklyaev, Oleg E ^b   Li, Tianlong ^a   Liu, Wenjuan ^a   Shum, Henry ^b   Rozen, Isaac ^a   Balazs, Anna C ^b   Wang, Joseph ^a  

^a UNIVERSITY OF CALIFORNIA SAN DIEGO   (United States)

^b PA 15260   (United States)

Author keywords

autonomous repair; biomimetic; localization; Nanomotor; propulsion

Indexed keywords

BIOMIMETICS; NANOSYSTEMS; NANOTECHNOLOGY; PROPULSION; REPAIR; RESTORATION; SURFACE DEFECTS;

CATALYTIC NANOMOTORS; ELECTRICAL CONDUCTIVITY; ENVIRONMENTAL CHANGE; LOCALIZATION; MICROSCOPIC CRACKS; NANOMOTORS; SCRATCHED ELECTRODE; TARGETED DRUG DELIVERY;

CRACKS;

NANOMATERIAL;

NANOSTRUCTURES;

EID: 84944345219     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b03140     Document Type: Article

References (57)

1. Bergman, S. D.; Wudl, F. J. Mater. Chem. 2008, 18, 41-62 10.1039/B713953P
2. White, S. R.; Sottos, N. R.; Geubelle, P. H.; Moore, J. S.; Kessler, M. R.; Sriram, S. R.; Brown, E. N.; Viswanathan, S. Nature 2001, 409, 794-797 10.1038/35057232
3. Chen, X. X.; Dam, M. A.; Ono, K.; Mal, A.; Shen, H. B.; Nutt, S. R.; Sheran, K.; Wudl, F. Science 2002, 295, 1698-1702 10.1126/science.1065879
4. Ghosh, B.; Urban, M. W. Science 2009, 323, 1458-1460 10.1126/science.1167391
5. Balazs, A. C. Mater. Today 2007, 10, 18 10.1016/S1369-7021(07)70205-5
6. Cordier, P.; Tournilhac, F.; Soulié-Ziakovic, C.; Leibler, L. Nature 2008, 451, 977-980 10.1038/nature06669
7. Kolmakov, G. V.; Matyjaszewski, K.; Balazs, A. C. ACS Nano 2009, 3, 885-892 10.1021/nn900052h
8. Tee, B. C.-K.; Wang, C.; Allen, R.; Bao, Z. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 825-832 10.1038/nnano.2012.192
9. Burnworth, M.; Tang, L.; Kumpfer, J. R.; Duncan, A. J.; Beyer, F. L.; Fiore, G. L.; Rowan, S. J.; Weder, C. Nature 2011, 472, 334-338 10.1038/nature09963
10. Chen, Y.; Kushner, A. M.; Williams, G. A.; Guan, Z. Nat. Chem. 2012, 4, 467-472 10.1038/nchem.1314
11. Wang, C.; Wu, H.; Chen, Z.; McDowell, M. T.; Cui, Y.; Bao, Z. Nat. Chem. 2013, 5, 1042-1048 10.1038/nchem.1802
12. Li, Y.; Li, L.; Sun, J. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 6129-6133 10.1002/anie.201001258
13. Andreeva, D. V.; Fix, D.; Mohwald, H.; Shchukin, D. G. Adv. Mater. 2008, 20, 2789-2794 10.1002/adma.200800705
14. Wong, T. S.; Kang, S. H.; Tang, S. K. Y.; Smythe, E. J.; Hatton, B. D.; Grinthal, A.; Aizenberg, J. Nature 2011, 477, 443-447 10.1038/nature10447
15. Kratz, K.; Narasimhan, A.; Tangirala, R.; Moon, S.; Revanur, R.; Kundu, S.; Kim, H. S.; Crosby, A. J.; Russell, T. P.; Emrick, T.; Kolmakov, G.; Balazs, A. C. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 87-90 10.1038/nnano.2011.235
16. Williams, K. A.; Boydston, A. J.; Bielawski, C. W. J. R. Soc., Interface 2007, 4, 359-362 10.1098/rsif.2006.0202
17. Blaiszik, B. J.; Kramer, S. L. B.; Grady, M. E.; McIlroy, D. A.; Moore, J. S.; Sottos, N. R.; White, S. R. Adv. Mater. 2012, 24, 398-401 10.1002/adma.201102888
18. Li, Y.; Chen, S.; Wu, M.; Sun, J. Adv. Mater. 2012, 24, 4578-4582 10.1002/adma.201201306
19. Palleau, E.; Reece, S.; Desai, S. C.; Smith, M. E.; Dickey, M. D. Adv. Mater. 2013, 25, 1589-1592 10.1002/adma.201203921
20. Garnett, E. C.; Cai, W.; Cha, J. J.; Mahmood, F.; Connor, S. T.; Greyson Christoforo, M.; Cui, Y.; McGehee, M. D.; Brongersma, M. L. Nat. Mater. 2012, 11, 241-249 10.1038/nmat3238
21. Kang, H. S.; Kim, H.-T.; Park, J.-K.; Lee, S. Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 7273-7283 10.1002/adfm.201401666
22. Benight, S. J.; Wang, C.; Tok, J. B. H.; Bao, Z. Prog. Polym. Sci. 2013, 38, 1961-1977 10.1016/j.progpolymsci.2013.08.001
23. Cui, J.; Daniel, D.; Grinthal, A.; Lin, K.; Aizenberg, J. Nat. Mater. 2015, 14, 790-795 10.1038/nmat4325
24. Liu, H. A.; Gnade, B. E.; Balkus, K. J. Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 3620-3629 10.1002/adfm.200701470
25. Patrick, J. F.; Hart, K. R.; Krull, B. P.; Diesendruck, C. E.; Moore, J. S.; White, S. R.; Sottos, N. R. Adv. Mater. 2014, 26, 4302-4308 10.1002/adma.201400248
26. Yuan, Y. C.; Yin, T.; Rong, M. Z.; Zhang, M. Q. eXPRESS Polym. Lett. 2008, 2, 238-250 10.3144/expresspolymlett.2008.29
27. Greenhalgh, D. G. Int. J. Biochem. Cell Biol. 1998, 30, 1019-1030 10.1016/S1357-2725(98)00058-2
28. Clemetson, K. J. Thromb. Res. 2012, 129, 220-224 10.1016/j.thromres.2011.11.036
29. Guix, M.; Mayorga-Martinez, C. C.; Merkoçi, A. Chem. Rev. 2014, 114, 6285-6322 10.1021/cr400273r
30. Ozin, G. A.; Manners, I.; Fournier-Bidoz, S.; Arsenault, A. Adv. Mater. 2005, 17, 3011-3018 10.1002/adma.200501767
31. Wang, J. Nanomachines: Fundamentals and Applications; Wiley-VCH: Weinheim, 2013.
32. Mei, Y. F.; Solovev, A. A.; Sanchez, S.; Schmidt, O. G. Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 2109-2119 10.1039/c0cs00078g
33. Mallouk, T. E.; Sen, A. Sci. Am. 2009, 300, 72-77 10.1038/scientificamerican0509-72
34. Nelson, B. J.; Kaliakatsos, I. K.; Abbott, J. J. Annu. Rev. Biomed. Eng. 2010, 12, 55-85 10.1146/annurev-bioeng-010510-103409
35. Wang, H.; Pumera, M. Chem. Rev. 2015, 115, 8704-8735 10.1021/acs.chemrev.5b00047
36. Kim, K.; Guo, J.; Xu, X.; Fan, D. L. Small 2015, 11, 4037 10.1002/smll.201500407
37. Ibele, M.; Mallouk, T. E.; Sen, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 3308-3312 10.1002/anie.200804704
38. Wang, J. ACS Nano 2009, 3, 4-9 10.1021/nn800829k
39. Sanchez, S.; Soler, L.; Katuri, J. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 1414-1444 10.1002/anie.201406096
40. Wang, J.; Manesh, K. M. Small 2010, 6, 338-345 10.1002/smll.200901746
41. Palacci, J.; Abramian, A.; Sacanna, S.; Barral, J.; Hanson, K.; Grosberg, A. Y.; Pine, D. J.; Chaikin, P. M. Science Advances 2015, 1 (4 e1400214 10.1126/sciadv.1400214
42. Smith, T. J. Colloid Interface Sci. 1980, 75, 51-55 10.1016/0021-9797(80)90348-3
43. Paxton, W. F.; Sen, A.; Mallouk, T. E. Chem.-Eur. J. 2005, 11, 6462-6470 10.1002/chem.200500167
44. Lee, T.-C.; Alarcón-Correa, M.; Miksch, C.; Hahn, K.; Gibbs, J. G.; Fischer, P. Nano Lett. 2014, 14, 2407-2412 10.1021/nl500068n
45. Guix, M.; Orozco, J.; Garcia, M.; Gao, W.; Sattayasamitsathit, S.; Merkoçi, A.; Escarpa, A.; Wang, J. ACS Nano 2012, 6, 4445-4451 10.1021/nn301175b
46. Gao, W.; Pei, A.; Feng, X. M.; Hennessy, C.; Wang, J. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 998-1001 10.1021/ja311455k
47. Yadav, Y.; Freedman, J. D.; Grinstaff, M.; Sen, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 10997-11001 10.1002/anie.201305759
48. Howse, J. R.; Jones, R. A.; Ryan, A. J.; Gough, T.; Vafabakhsh, R.; Golestanian, R. Phys. Rev. Lett. 2007, 99, 048102 10.1103/PhysRevLett.99.048102
49. Schweitzer, F.; Schimansky-Geier, L. Phys. A 1994, 206, 359-379 10.1016/0378-4371(94)90312-3
50. Reynolds, P. J. On Clusters and Clustering: From Atoms to Fractals; Elsevier Science Publisher: Amsterdam, 1993.
51. Schienbein, M.; Gruler, H. Bull. Math. Biol. 1993, 55, 585-608 10.1016/S0092-8240(05)80241-1
52. Wang, J.-C.; Neogi, P.; Forciniti, D. J. Chem. Phys. 2006, 125, 194717 10.1063/1.2375091
53. Brugues, J.; Casademunt, J. Phys. Rev. Lett. 2009, 102, 118104 10.1103/PhysRevLett.102.118104
54. Downton, M. T.; Zuckermann, M. J.; Craig, E. M.; Plischke, M.; Linke, H. Phys. Rev. E 2006, 73, 011909 10.1103/PhysRevE.73.011909
55. Verberg, R.; Dale, A. T.; Kumar, P.; Alexeev, A.; Balazs, A. C. J. R. Soc., Interface 2007, 4, 349-357 10.1098/rsif.2006.0165
56. Kolmakov, G. V.; Revanur, R.; Tangirala, R.; Emrick, T.; Russell, T. P.; Crosby, A. J.; Balazs, A. C. ACS Nano 2010, 4, 1115-1123 10.1021/nn901296y
57. Lee, J. Y.; Buxton, G. A.; Balazs, A. C. J. Chem. Phys. 2004, 121, 5531-5540 10.1063/1.1784432