Изучив поведение частиц платины в перекиси водорода, японские ученые открыли новый способ приводить в движение микроскопические машины. Крошечные моторы функционируют совсем по другим законам, чем их коллеги из макромира. Высокий коэффициент площади поверхности относительно массы означает, что микромоторам для движения вперед требуется постоянное действие ведущей силы.
Новое средство приводить в движение химические микромоторыОбычно ученые «брали» ее из ассиметричных химических реакций, идущих на поверхности моторов. В качества примера можно привести моторы типа «Янус»: сферические частицы, каждая сторона которых покрыта своим материалом. На одной стороне это обычно катализатор (вроде платины), ускоряющий реакцию по превращению перекиси водорода в воду и кислород. Если такой мотор погрузить в перекись, пузырьки водорода будут формироваться быстрее на платиновой стороне – что и будет двигать микромотор вперед.
Сотрудники Университета Досися (Киото) открыли принципиально новый способ. Они погрузили в перекись водорода микросферы из чистой платины и стали наблюдать их поведение в микроскоп. Хотя отдельные сферы прыгали туда-сюда произвольным образом, некоторые группы частиц показали регулярные движения. Частицы в форме слезы двигались вперед, похожие на ветряные мельницы начинали крутиться, а бумерангообразные – делали круги. Создав теоретическую модель действующих здесь сил, исследователи поняли, что повторяющиеся движения можно объяснить ассиметричным аэродинамическим сопротивлением, которое порождает каждая конкретная форма.
Японские ученые надеются создать успешные гибриды моторов старого и нового типа – моторы, способные к самым разным способам перемещения. Микро- и наномоторы, как минимум, пригодятся для доставки лекарств в ткани тела и для регулирования химических реакций.