哈工大黄鑫/王磊团队Coord.Chem.Rev：基于MOF的微纳米马达（MOFtor）——最新进展与挑战

微纳米马达又称为微纳米机器人（Micro/nanomotors），是一种能够将多种形式能量转换为动能从而完成特殊任务的微纳尺度智能仿生材料，在生物传感、药物递送、疾病诊疗、仿生材料以及环境修复等领域展现出巨大应用潜力。虽然微纳米马达在过去二十年中得到了突飞猛进的发展，但是，微纳米马达在“动—控—用”三个核心方面依旧存在着一些关键科学问题，例如，催化效率低导致的驱动力不足、难以实现复杂微环境刺激响应的运动调控行为、负载/吸附性能偏低导致的应用场景受限等，严重地阻碍了微纳米马达性能的提升和实际应用潜力。为了解决以上科学问题，学者们采用金属有机框架材料（MOF）作为马达主体，通过分子的设计和结构的调控，充分利用MOF材料的优势，制备出一系列基于MOF的微纳米马达（MOFtor），为深入解决微纳米马达“动—控—用”方面的难题提供了新策略。

哈尔滨工业大学黄鑫教授、王磊研究员团队长期致力于微纳米马达和人工细胞的运动行为研究，在2015年提出利用微流控自组装技术获得Janus结构空心囊泡马达用于药物的可控运输（Small, 2015, 11, 3762.）；在2019年发现脂肪酶可以用于驱动纳米人工细菌模型的运动（Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 7992.）和微米尺度人工细胞的浮沉运动（Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 1067.）；在2020年通过界面的选择性修饰有效调控了脂肪酶的分子构象，从而调控了脂肪酶马达的运动行为（Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 21080.）；同年，课题组还设计了尿素酶驱动的人工细胞，并研究了其集群行为和交流捕食行为（Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 16953–16960.）；在2022年，课题组设计出漆酶驱动纳米人工细菌，成功地模拟了天然细菌的趋化性和降解污染物功能（Mater. Today Chem., 2022, 26, 101059.）。

近日，研究团队结合其在本领域多年的研究基础和经验，针对基于MOF的微纳米马达的合成方法、驱动方式、运动调控机制和应用等方面进行了深入的探讨，从马达的“动—控—用”三个角度出发，重点关注MOF材料在马达体系中发挥的作用，分析了MOF材料的结构和性质优势对解决微纳米马达在生物医疗和环境修复领域现存问题的帮助，总结了MOFtor领域亟待解决的挑战，并展望了该领域未来的发展前景。本文发表在化学领域期刊《Coordination Chemistry Reviews》（IF=20.6），哈尔滨工业大学为论文通讯单位，化工与化学学院硕士研究生杨海跃为论文第一作者，王磊、黄鑫教授为本文共同通讯作者。

本工作感谢国家自然科学基金面上项目（52073071, 22171058）和黑龙江省优秀青年基金项目（YQ2022E021, L.Wang）的支持。

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