Знайдений новий спосіб приведення в дію хімічних мікро - і нанодвигателей
Учені, які вивчають поведінку платинових частинок, поміщених у розчин перекису водню, виявили новий спосіб приведення в дію крихітних микродвигателей, які, в свою чергу, змусять працювати мікро - і наномеханизмы. Мікро - та нанорозмірні механізми працюють в умовах, які кардинально відрізняються від умов, у яких працюють звичайні механізми і машини. Із-за малої маси мікроскопічних частин, вони, ці частини, практично не мають моментом інерції і тому для їх постійного руху потрібно підведення безперервного потоку енергії або додаток постійно діючих сил. Одним з видів джерел такої енергії є різні хімічні реакції, в даному випадку реакція розщеплення перекису водню під впливом платинового каталізатора, що проходять на поверхні частин микромеханизмов.
Людям відомі кілька видів таких "хімічних" двигунів. Наприклад, двигуни Януса, які представляють собою сферичні частинки, покриті з різних сторін різними матеріалами. Одна із сторін покрита нейтральним матеріалом, а друга покривається каталізатором, таких як платина, який ініціює і прискорює хімічні реакції. В нашому випадку платина сприяє розщепленню перекису водню, в результаті чого виходять вода і кисень. Бульбашки кисню формуються більш інтенсивно з "платинової" сторони, що призводить до нерівномірності розподілу впливають на частку сил, завдяки чому вона починає переміщатися.
Вчені з університету Досися (Doshisha University), Кіото, Японія, виявили, що для того, щоб змусити мікродвигуни діяти, зовсім не потрібно використовувати двосторонні покриття, що з урахуванням їхніх малих розмірів є важкою з технологічної точки зору річчю. Вони з'ясували це, помістивши крихітні сфери, виготовлені з чистої платини, розчин перекису водню і спостерігали за їх рухом з допомогою мікроскопа.
Звичайно, деякі частинки рухалися абсолютно хаотично, але коли деяка частина частинок збилася в більш великі утворення і ці утворення починали рухатися впорядкованим чином. Утворення у формі крапель рухалися по прямій, освіти, нагадують вітряні млини, починали обертатися, а утворення, що нагадують бумеранг, рухалися по круговій траєкторії. Створивши спеціальну математичну модель, дослідники вивчили розподіл виникають сил і зрозуміли, що впорядковані рухи пояснюються ассиметричностью виникають сил, яка виникає з-за складної форми.
В даний час дослідники намагаються пристосувати розроблені ними мікродвигуни до вже існуючих микромеханизмам. А ці мікромашини і микромеханизмы, в свою чергу, можна буде з успіхом використовувати для доставки лікарських препаратів у необхідне місце організму людини, для високоточного управління процесами протікання різних хімічних реакцій і навіть для надання вплив на процеси, що відбуваються природнім шляхом всередині клітин живих організмів.