Nano e micromotori sono dispositivi ultra piccoli progettati per eseguire movimenti meccanici selezionati in risposta a stimoli specifici. Questi movimenti includono la rotazione, rotolare, spola, consegna, contrazione o comportamento collettivo, a seconda del design del motore e dei suoi componenti funzionalizzati biologicamente o chimicamente.

Questi dispositivi si caratterizzano principalmente in base al tipo di apporto energetico che utilizzano, in quanto il loro meccanismo di funzionamento è fortemente legato alla fonte energetica. Può essere carburante (naturale o sintetico), o una fonte fisica (ad es. leggero, campi magnetici, campi elettrici, o onde acustiche ultrasoniche). Nano e micromotori sono spesso imitazioni di motori biologici naturali.

I ricercatori del Nanobioelectronics and Biosensors Group presso l'Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2) hanno recentemente pubblicato un'ampia revisione in Recensioni chimiche dal titolo "Nano/Micromotori nelle applicazioni della scienza (bio)chimica". Gli autori di questo lavoro, riassumendo lo stato dell'arte delle conoscenze sulla progettazione di tali dispositivi per applicazioni biologiche e chimiche, sono la dottoressa Maria Guix, Dott. Carmen C. Mayorga-Martinez, e il prof. Arben Merkoçi, Professore di ricerca ICREA e Group Leader presso ICN2.

Nell'ultimo decennio, i ricercatori hanno mostrato un maggiore interesse per i nano e i micromotori. Dopo i lavori preliminari che hanno costituito un proof of concept, la ricerca in questo settore sta progredendo in applicazioni specifiche per settori come la biomedicina (ad es. diagnostica), monitoraggio e bonifica ambientale, la sicurezza alimentare, e sicurezza.

La recensione spiega esempi di motori biologici naturali, come quelli presenti nel citoscheletro, gli enzimi di elaborazione del DNA o dell'RNA o i motori flagellari rotanti batterici, che hanno ispirato diversi nano e micromotori ingegnerizzati. Dopo di che, gli autori mettono in evidenza le ultime conquiste nei motori sintetici, compresi i nanomotori catalitici basati su vari combustibili chimici o biochimici, e discutere le rispettive limitazioni di questi dispositivi. Il loro movimento dipende da una fonte esterna (luce, campi magnetici o elettrici, o onde ultrasoniche). Finalmente, la recensione fornisce una panoramica dei motori ibridi, che integrano parti biologiche naturali con componenti sintetici attraverso una gamma di materiali e funzionalità.

L'articolo conclude che i nano e micromotori offrono un potenziale straordinario per future applicazioni biochimiche e biomediche. Sono state esplorate varie fonti di energia per aumentare la durata di questi dispositivi e renderli compatibili con le applicazioni in vivo. L'obiettivo finale è il funzionamento remoto di nano e micromotori nel corpo umano come nanorobot completamente controllabili, ma in questo momento appartiene ancora alla letteratura di fantascienza. I prossimi anni di ricerca saranno cruciali per determinare se questi dispositivi sognati diventeranno reali.