Il biossido di manganese potrebbe rendere sempre più conveniente la preparazione dei micromotori, aprendo nuove strade per il loro utilizzo, secondo un nuovo studio dell'Università della Finlandia orientale.
I micromotori sintetici sono minuscole particelle con dimensioni inferiori al diametro di un capello umano. I micromotori possono subire un movimento autonomo in ambienti liquidi, che può essere azionato con vari mezzi come un combustibile chimico, ultrasuoni, campo luminoso o magnetico. I micromotori a carburante sono spesso di natura catalitica, che provoca la trasformazione di un combustibile chimico in prodotti di reazione che portano ad un'autopropulsione delle particelle. I micromotori potrebbero trovare impiego in futuro, Per esempio, nella somministrazione mirata di farmaci, catalisi specifica o rilevamento chimico di sostanze nocive.
Il platino è il materiale catalitico più esplorato per la preparazione dei micromotori. Decompone efficacemente il perossido di idrogeno in gas ossigeno e acqua. Però, il platino è un elemento chimico estremamente raro e soffre anche di gravi limitazioni, quali efficienza catalitica drasticamente ridotta in ambienti ricchi di sale e completa inattivazione in presenza di composti contenenti zolfo. Il biossido di manganese è un materiale inorganico alternativo che può decomporre il perossido di idrogeno simile al platino. Anche il biossido di manganese è economico e disponibile in grandi quantità. Così, è un potenziale nuovo materiale per la preparazione di micromotori catalitici, ma è stato poco esplorato fino ad oggi.
Nello studio, una varietà di micromotori a base di biossido di manganese è stata sintetizzata e caratterizzata in termini di comportamento di movimento in soluzione. In base ai risultati, i micromotori preparati hanno mostrato una notevole efficienza di propulsione anche in presenza di concentrazioni di carburante molto basse. Per dimostrare il loro potenziale per applicazioni pratiche, i micromotori sono stati utilizzati per la rimozione dei coloranti organici dall'acqua. Il processo di rimozione del colorante si basava su un effetto unico che combinava la degradazione catalitica ei processi di separazione delle bolle adsorbenti. L'efficienza di rimozione del colorante è stata superiore al 90% in appena un'ora di tempo di reazione senza miscelazione esterna. Inoltre, il biossido di manganese è stato utilizzato come semplice mezzo per proteggere i micromotori convenzionali a base di platino dalla tossicità dello zolfo.
I micromotori semoventi possono offrire nuove opportunità per somministrare farmaci proprio al tumore, con effetti negativi minimi per i tessuti sani. I micromotori possiedono anche un enorme potenziale per convertire gli inquinanti dell'acqua in prodotti non tossici o meno tossici, anche in aree difficili da raggiungere e ubicazioni remote, dove mezzi esterni di miscelazione per accelerare i processi non sono praticabili. Micromotori al biossido di manganese, che può subire un movimento veloce per un periodo di tempo sufficiente in presenza di una bassa concentrazione di perossido di idrogeno, si prevede che troveranno diverse applicazioni per la somministrazione attiva di farmaci e la bonifica dell'acqua.
