Almeno dal film "The Fantastic Voyage" nel 1966, in cui un sottomarino viene ridotto e iniettato nel flusso sanguigno di un essere umano, le persone hanno accarezzato l'idea di inviare minuscole "micromacchine" e "nanorobot" nei nostri organi o singole cellule per eseguire delicate "riparazioni". Questo sta cominciando ad avvicinarsi al regno delle possibilità. Nel diario Angewandte Chemie , scienziati di Stoccarda presentano lo stato attuale della ricerca nel campo dei micro e nanomotori catalitici.
Affinché i piccoli motori si muovano, possono essere guidati esternamente, mediante campi elettrici o magnetici o ultrasuoni. "I micro e nanomotori semoventi possono funzionare autonomamente, guidandosi per mezzo di reazioni catalitiche nei liquidi, Per esempio, " spiegano Samuel Sánchez e i suoi coautori del Max Planck Institute for Intelligent Systems di Stoccarda nel loro articolo di revisione. "I nanomotori telecomandati possono trasportare merci verso gli obiettivi desiderati, perforare i biomateriali, sentire il loro ambiente, miscelare o pompare fluidi, e acqua pulita inquinata, " dice Sánchez. In questo momento, gli obiettivi scientifici sono trovare la migliore architettura per l'autopropulsione, comprendere i meccanismi di propulsione, e per ottenere un controllo molto preciso sul movimento. Inoltre, la ricerca di combustibili biocompatibili e meccanismi di azionamento è di primaria importanza.
I micro e nanomotori puramente sintetici di solito assumono la forma di nanofili, nanosfere, o nanotubi. I nanofili realizzati con combinazioni di metalli diversi possono essere guidati dall'autoelettroforesi, in cui si muovono in un campo elettrico autoindotto derivante da una distribuzione asimmetrica di ioni. Interessanti anche le nanosfere con due diversi emisferi. Ciò consente di rivestire una metà con un catalizzatore che provoca una distribuzione asimmetrica di un prodotto di reazione, che muove le sfere. I micro o nanotubi a forma di getto i cui interni sono rivestiti con un catalizzatore sono particolarmente versatili ed efficienti quando sono guidati da bolle:all'interno dei tubi avviene una reazione catalitica, formando un gas, solitamente ossigeno, che esce dall'apertura più ampia sotto forma di bolle, spingendo avanti il getto. Il "carburante" è solitamente il perossido di idrogeno. immobilizzato, i getti possono anche funzionare come micropompe per l'uso in applicazioni come chip diagnostici e analitici microfluidici.
Nel campo della biomedicina, la lista dei desideri include micromotori che possono perforare selettivamente le cellule tumorali e distruggerle. I nanotrasportatori semoventi potrebbero trasportare i farmaci in modo selettivo agli organi malati. Altre potenziali applicazioni includono il campo delle bonifiche ambientali. "I micromotori con un rivestimento idrofobo potrebbero intrappolare le goccioline di olio nell'acqua contaminata e portarle via. Altri potrebbero abbattere gli inquinanti organici nell'acqua mentre si mescola attivamente la soluzione". riferisce Sanchez.
