journal article·2014-04-22

The Environmental Impact of Micro/Nanomachines: A Review

Wei Gao, Joseph Wang

ACS Nano· Volume 8· Issue 4
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Abstract

Environmental sustainability represents a major challenge facing our world. Recent advances in synthetic micro/nanomachines have opened new horizons for addressing environmental problems. This review article highlights the opportunities and challenges in translating the remarkable progresses in nanomotor technology toward practical environmental applications. It covers various environmental areas that would benefit from these developments, including nanomachine-enabled degradation and removal of major contaminants or nanomotor-based water quality monitoring. Future operations of autonomous intelligent multifunctional nanomachines, monitoring and responding to hazardous chemicals (in a "sense and destroy" mode) and using bioinspired chemotactic search strategies to trace chemical plumes to their source, are discussed, along with the challenges of moving these exciting research efforts to larger-scale pilot studies and eventually to field applications. With continuous innovations, we expect that man-made nano/microscale motors will have profound impact upon the environment.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Micro and Nano Robotics · Molecular Communication and Nanonetworks · Electrohydrodynamics and Fluid Dynamics

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Department of Nanoengineering, University of California, San Diego, La Jolla, California, 92093, United States

References (92)

Show source-provided references
1. Wang J. · 201310.1002/9783527651450 ↗
2. Mallouk T. E. · Sci. Am. · 2009 · 300 · 7210.1038/scientificamerican0509-72 ↗
3. Mirkovic T. · ACS Nano · 2010 · 4 · 178210.1021/nn100669h ↗
4. Wang J. · ACS Nano · 2009 · 3 · 410.1021/nn800829k ↗
5. Ozin G. A. · Adv. Mater. · 2005 · 17 · 301110.1002/adma.200501767 ↗
6. Sanchez S. · Chem.—Asian J. · 2009 · 4 · 140210.1002/asia.200900143 ↗
7. Mei Y. · Chem. Soc. Rev. · 2011 · 40 · 210910.1039/c0cs00078g ↗
8. Ebbens S. J. · Soft Matter · 2010 · 6 · 72610.1039/b918598d ↗
9. Wang W. · Nano Today · 2013 · 8 · 53110.1016/j.nantod.2013.08.009 ↗
10. Sengupta S. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2012 · 51 · 843410.1002/anie.201202044 ↗
11. Pumera M. · Chem. Commun. · 2011 · 47 · 567110.1039/c1cc11060h ↗
12. Ghosh A. · Nanoscale · 2011 · 3 · 55710.1039/c0nr00610f ↗
13. Paxton W. F. · J. Am. Chem. Soc. · 2004 · 126 · 1342410.1021/ja047697z ↗
14. Fournier-Bidoz S. · Chem. Commun. · 2005 · 44110.1039/b414896g ↗
15. Burdick J. · J. Am. Chem. Soc. · 2008 · 130 · 816410.1021/ja803529u ↗
16. Mei Y. F. · Adv. Mater. · 2008 · 20 · 408510.1002/adma.200801589 ↗
17. Gao W. · J. Am. Chem. Soc. · 2011 · 133 · 1186210.1021/ja203773g ↗
18. Sanchez S. · J. Am. Chem. Soc. · 2010 · 132 · 1314410.1021/ja104362r ↗
19. Wilson D. A. · Nat. Chem. · 2012 · 4 · 26810.1038/nchem.1281 ↗
20. Zhao G. · RSC Adv. · 2013 · 3 · 396310.1039/c3ra23128c ↗
21. Dong B. · ACS Nano · 2013 · 7 · 519210.1021/nn400925q ↗
22. Howse J. R. · Phys. Rev. Lett. · 2007 · 99 · 04810210.1103/PhysRevLett.99.048102 ↗
23. Gibbs J. G. · Appl. Phys. Lett. · 2009 · 94 · 16310410.1063/1.3122346 ↗
24. Baraban L. · ACS Nano · 2012 · 6 · 338310.1021/nn300413p ↗
25. Gao W. · J. Am. Chem. Soc. · 2013 · 135 · 99810.1021/ja311455k ↗
26. Ibele M. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2009 · 48 · 330810.1002/anie.200804704 ↗
27. Palacci J. · J. Am. Chem. Soc. · 2013 · 135 · 1597810.1021/ja406090s ↗
28. Zhang L. · Nano Lett. · 2009 · 9 · 366310.1021/nl901869j ↗
29. Ghosh A. · Nano Lett. · 2009 · 9 · 224310.1021/nl900186w ↗
30. Gao W. · J. Am. Chem. Soc. · 2010 · 132 · 1440310.1021/ja1072349 ↗
31. Tottori S. · Adv. Mater. · 2012 · 24 · 81110.1002/adma.201103818 ↗
32. Gao W. · Nano Lett. · 2014 · 14 · 30510.1021/nl404044d ↗
33. Kagan D. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2012 · 51 · 7510
34. Wang W. · ACS Nano · 2012 · 6 · 612210.1021/nn301312z ↗
35. Wang J. · ACS Nano · 2012 · 6 · 574510.1021/nn3028997 ↗
36. Nelson B. J. · Annu. Rev. Biomed. Eng. · 2010 · 12 · 5510.1146/annurev-bioeng-010510-103409 ↗
37. 10.1039/C3TB21451F10.1039/C3TB21451F ↗
38. Patra D. · Nanoscale · 2013 · 5 · 127310.1039/C2NR32600K ↗
39. Kagan D. · Small · 2010 · 6 · 274110.1002/smll.201001257 ↗
40. Gao W. · Small · 2012 · 8 · 46010.1002/smll.201101909 ↗
41. Wu Z. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2013 · 52 · 700010.1002/anie.201301643 ↗
42. Balasubramanian S. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2011 · 50 · 416110.1002/anie.201100115 ↗
43. Sanchez S. · Chem. Commun. · 2011 · 47 · 69810.1039/C0CC04126B ↗
44. Petit T. · Nano Lett. · 2012 · 12 · 15610.1021/nl2032487 ↗
45. Olson E. S. · Biomaterials · 2013 · 34 · 891810.1016/j.biomaterials.2013.06.055 ↗
46. Solovev A. A. · ACS Nano · 2012 · 6 · 175110.1021/nn204762w ↗
47. 10.1002/ange.20130962910.1002/ange.201309629 ↗
48. Karn B. · Environ. Health Perspect. · 2009 · 117 · 181310.1289/ehp.0900793 ↗
49. Qu X. · Acc. Chem. Res. · 2012 · 46 · 83410.1021/ar300029v ↗
50. Andreescu S. · J. Environ. Monit. · 2009 · 11 · 2710.1039/B811063H ↗
51. Zhang W. · J. Nanopart. Res. · 2003 · 5 · 32310.1023/A:1025520116015 ↗
52. Ariga K. · J. Mater. Chem. · 2012 · 22 · 236910.1039/C1JM14101E ↗
53. Orozco J. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2013 · 52 · 1327610.1002/anie.201308072 ↗
54. Soler L. · ACS Nano · 2013 · 7 · 961110.1021/nn405075d ↗
55. Orozco J. · ACS Nano · 2013 · 7 · 81810.1021/nn305372n ↗
56. Guix M. · ACS Nano · 2012 · 6 · 444510.1021/nn301175b ↗
57. Hanrahan G. · J. Environ. Monit. · 2004 · 6 · 65710.1039/b403975k ↗
58. Campuzano S. · Analyst · 2011 · 136 · 462110.1039/c1an15599g ↗
59. Sen A. · Faraday Discuss. · 2009 · 143 · 1510.1039/b900971j ↗
60. Solovev A. A. · Nanoscale · 2013 · 5 · 128410.1039/c2nr33207h ↗
61. Kagan D. · J. Am. Chem. Soc. · 2009 · 131 · 1208210.1021/ja905142q ↗
62. Wu J. · Nat. Commun. · 2010 · 1 · 3610.1038/ncomms1035 ↗
63. Gao W. · J. Am. Chem. Soc. · 2014 · 136 · 227610.1021/ja413002e ↗
64. Farré M. · Trends Anal. Chem. · 2010 · 29 · 134710.1016/j.trac.2010.07.016 ↗
65. Vikesland P. J. · Environ. Sci. Technol. · 2010 · 44 · 365610.1021/es903704z ↗
66. Campuzano S. · Nano Lett. · 2012 · 12 · 39610.1021/nl203717q ↗
67. Kagan D. · Nano Lett. · 2011 · 11 · 208310.1021/nl2005687 ↗
68. Simmchen J. · Small · 2012 · 8 · 205310.1002/smll.201101593 ↗
69. LaGier M. J. · Mar. Pollut. Bull. · 2005 · 50 · 125110.1016/j.marpolbul.2005.04.034 ↗
70. Whicker F. W. · Science · 2004 · 303 · 161510.1126/science.1093187 ↗
71. Masqué N. · Anal. Chem. · 2000 · 72 · 412210.1021/ac0000628 ↗
72. Orozco J. · J. Am. Chem. Soc. · 2013 · 135 · 533610.1021/ja4018545 ↗
73. Huang C. · Chem. Commun. · 2014 · 50 · 264610.1039/C3CC49586H ↗
74. Gao W. · Nanoscale · 2013 · 5 · 469610.1039/c3nr01458d ↗
75. Mou F. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2013 · 52 · 720810.1002/anie.201300913 ↗
76. Gao W. · ACS Nano · 2012 · 6 · 843210.1021/nn303309z ↗
77. Gao W. · J. Am. Chem. Soc. · 2012 · 134 · 89710.1021/ja210874s ↗
78. Gao W. · Small · 2013 · 9 · 46710.1002/smll.201201864 ↗
79. Zhao G. · Chem.—Asian J. · 2012 · 7 · 199410.1002/asia.201200206 ↗
80. Loget G. · J. Am. Chem. Soc. · 2010 · 132 · 1591810.1021/ja107644x ↗
81. Loget G. · Nat. Commun. · 2011 · 2 · 53510.1038/ncomms1550 ↗
82. Chang S. T. · Nat. Mater. · 2007 · 6 · 23510.1038/nmat1843 ↗
83. Okawa D. · J. Am. Chem. Soc. · 2009 · 131 · 539610.1021/ja900130n ↗
84. Toyota T. · J. Am. Chem. Soc. · 2009 · 131 · 501210.1021/ja806689p ↗
85. Zhao G. · Chem.—Eur. J. · 2011 · 17 · 1202010.1002/chem.201101450 ↗
86. Seah T. H. · ChemPlusChem · 2013 · 78 · 39510.1002/cplu.201300011 ↗
87. Orozco J. · Chem.—Eur. J. · 2014 · 20 · 286610.1002/chem.201304179 ↗
88. Zhao G. · Phys. Chem. Chem. Phys. · 2011 · 13 · 1275510.1039/c1cp21237k ↗
89. Dey K. K. · Small · 2013 · 9 · 191610.1002/smll.201202312 ↗
90. Zhao G. · Lab Chip · 2013 · 13 · 293710.1039/c3lc50446h ↗
91. Gao W. · Nanoscale · 2013 · 5 · 890910.1039/c3nr03254j ↗
92. Kagan D. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2011 · 50 · 50310.1002/anie.201005078 ↗