Представлен микромотор, работающий на воде

Биоинженеры не раз сообщали о создании микро- и наноразмерных «ракет» для перемещения в жидких средах, использующих в качестве движителя химические реакции между материалом самой «ракеты» и окружающей средой. Цель у исследователей благая, ведь когда-нибудь вот такие микроскопические устройства займутся адресной доставкой лекарственных средств в организме больного. К сожалению, многие из таких моторов используют в качестве топлива токсичную для организма перекись водорода.

И вот учёные из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) заявляют, что им удалось преодолеть проблему пероксида, создав микромотор, работающий на воде. Отчёт об исследовании представлен в журнале ACS Nano.

В основе нового микромотора — ассиметричные частицы диаметром 20 мкм: химическая реакция, протекающая на тыльной стороне частицы, приводит к образованию пузырьков газа, которые толкают мотор-частицу вперёд. Авторы разработки использовали хорошо известную реакцию между металлическим алюминием и водой, которая приводит к выделению водорода и образованию гидроксида алюминия. Частицы представляют собой сплав алюминия и галлия, где роль последнего заключается в препятствовании образованию пассивирующей плёнки гидроксида алюминия на реакционной поверхности частицы.

Микрочастицы из сплава галлия и алюминия покрывались с одной стороны титановой плёнкой, которая делала её химически инертной, в то время как оборотная сторона сохраняла высокую реакционную способность по отношению к воде.

Проведя несколько «тестовых заездов», исследователи обнаружили, что, двигаясь в воде, их микрочастицы способны развивать скорость до 3 мм/с. В более вязких средах, таких как сыворотка крови, клеточный бульон и солёный водный раствор, скорость была заметно ниже.

Впрочем, до реального применения ещё далеко. Частицы живут всего около минуты в простой воде и до пяти минут в солёном растворе, после чего полностью растворяются. Кроме того, не лишним будет заметить, что при растворении они выделяют значительное количество алюминия и галлия, которые вполне могут оказаться для клеток токсичнее перекиси водорода.

Подготовлено по материалам Chemical & Engineering News.