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Self-thermophoresis at the nanoscale using light induced solvation dynamics

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10.1039/d0nr01169j
 
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Rey Oriol, RosendoMés informacióMés informacióMés informació
Calero, Carles
Tipo de documentoArtículo
Fecha de publicación2020-03-30
Condiciones de accesoAcceso abierto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Salvo que se indique lo contrario, los contenidos de esta obra estan sujetos a la licencia de Creative Commons : Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 3.0 España
Resumen
Downsizing microswimmers to the nanoscale, and using light as an externally controlled fuel, are two important goals within the field of active matter. Here we demonstrate using all-atom molecular dynamics simulations that solvation relaxation, the solvent dynamics induced after visible light electronic excitation of a fluorophore, can be used to propel nanoparticles immersed in polar solvents. We show that fullerenes functionalized with fluorophore molecules in liquid water exhibit substantial enhanced mobility under external excitation, with a propulsion speed proportional to the power dissipated into the system. We show that the propulsion mechanism is quantitatively consistent with a molecular scale instance of self-thermophoresis. Strategies to direct the motion of functionalized fullerenes in a given direction using confined environments are also discussed.
CitaciónRey, R.; Calero, C. Self-thermophoresis at the nanoscale using light induced solvation dynamics. "Nanoscale", 30 Març 2020, vol. 12, p. 7557-7562. 
URIhttp://hdl.handle.net/2117/327168
DOI10.1039/d0nr01169j
ISSN2040-3364
Versión del editorhttps://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/NR/D0NR01169J#!divAbstract
Colecciones
  • Departament de Física - Articles de revista [1.857]
  • SIMCON - First-principles approaches to condensed matter physics: quantum effects and complexity - Articles de revista [383]
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