I ricercatori dell'ICN2 Nanobioelectronics and Biosensors Group guidati dal prof. Arben Merkoçi hanno ideato un metodo di produzione semplice per micromotori versatili a base di ossido di grafene. Non richiedendo attrezzature speciali, può essere utilizzato per produrre una gamma di micromotori che possono essere ulteriormente sintonizzati per scopi diversi. Luis Baptista-Pires spiega il processo nel documento pubblicato su Piccolo .

Qualsiasi motore richiede carburante ed esegue il lavoro. Alla microscala, possono essere progettati in modo tale che, quando rilasciato in un ambiente acquoso, svolgono una serie di compiti:tutti i tipi di azioni che consentono loro di interagire con le cellule viventi, inquinanti chimici e persino circuiti su microscala.

I motori sviluppati dai ricercatori del gruppo ICN2 Nanobioelectronics and Biosensors, guidato dal Prof. ICREA Arben Merkoçi, sono stati utilizzati in condizioni di prova per rimuovere le goccioline di olio dall'acqua. Composto da minuscoli fogli arrotolati di ossido di grafene, queste strutture possono sfrecciare facilmente sia attraverso l'olio che l'acqua, raccogliendo eventuali particelle di olio che incontrano e trasportandole come carico per un successivo rilascio.

Ma la vera svolta, e il focus del paper pubblicato in Piccolo , è l'innovativo, metodo di produzione quasi giocosamente semplice utilizzato per costruirli. Adattare una tecnologia interna esistente, una soluzione di ossido di grafene viene versata su una membrana di carta stampata a cera. Agisce come una sorta di stampo che, quando è bagnato e agitato a mano da un lato all'altro in etanolo, imposta e rilascia più tubi di ossido di grafene auto-rollati, gli elementi costitutivi di base dei micromotori.

Nell'ambito dello stesso processo produttivo, questi micromotori avvolgibili possono essere rivestiti in platino. Quando i motori vengono rilasciati nell'ambiente in cui svolgeranno il loro compito, viene aggiunta anche una piccola quantità di acqua ossigenata. Il platino reagisce con esso, creando bolle che spingono in avanti il ​​movimento. In alternativa, i motori possono essere rivestiti con particelle magnetiche, consentendo lo sterzo esterno tramite magneti.

È importante sottolineare che il processo di produzione sviluppato presso l'ICN2 è notevolmente più economico e semplice rispetto ai metodi esistenti per produrre micromotori, e non richiede attrezzature speciali. Offre anche un controllo significativo sulla direzione in cui l'ossido di grafene si arrotola:longitudinalmente, lateralmente o in diagonale. Poiché i micromotori a scorrimento diverso mostrano comportamenti diversi mentre si muovono attraverso il liquido, questo è importante per la fattibilità delle tecnologie dei micromotori su larga scala, per applicazioni pratiche, i ricercatori devono essere in grado di produrre lotti di motori che svolgono lo stesso compito.

Oltre a sperimentare diverse configurazioni di roll-up, il team ha anche provato a variare gli spessori delle pergamene e i livelli di riduzione della soluzione utilizzata per realizzarle (ovvero, diminuendo la proporzione di ossigeno nell'ossido). Ciò ha portato a motori con diverse strutture interne e caratteristiche superficiali, con le diverse soluzioni impostando diversamente e/o scorrendo più o meno strettamente al rilascio dalla membrana. Tutte queste variabili aprono una miriade di modi per mettere a punto meccanicamente e chimicamente i micromotori per compiti specifici.

Micro e nanomotori rappresentano un settore emergente con ampie potenziali applicazioni, dagli interventi medici e dalla diagnostica sanitaria allo stoccaggio di energia e al monitoraggio ambientale. Però, rimangono ancora alcuni ostacoli importanti prima che questi possano essere pienamente realizzati. Ad esempio, i combustibili con cui questi motori funzionano tipicamente non sono del tutto biocompatibili. Ciò esclude il loro ridimensionamento immediato per la pulizia delle fuoriuscite di petrolio fino a quando non si trova un composto più ecologico.

In precedenza, anche la produzione era un ostacolo. Ma il semplice, Il metodo poco costoso presentato in questo documento apre la strada alla produzione di massa di micromotori appositamente progettati in un futuro non così lontano.