Andando a monte, e contro corrente, comporta un'inclinazione in avanti prima verso il basso e poi lo spostamento lungo una superficie, mostra una nuova ricerca di un team di scienziati, che ha creato "nano-motori" per scoprire questo mezzo di locomozione efficace in tali condizioni. Le sue scoperte e la creazione di questi minuscoli motori offrono nuove intuizioni sulla natura del movimento nei fluidi e hanno implicazioni per l'ingegneria.

"Questi nano-motori non solo ci hanno aiutato a capire meglio la natura del movimento contro flussi a scale minuscole che non possiamo vedere facilmente, ma potrebbe anche essere il primo passo nello sviluppo di materiali intelligenti e sistemi robotici nel mondo microscopico, "dice Jun Zhang, professore di fisica e matematica alla New York University e coautore del documento, che appare sul giornale Lettere di revisione fisica .

"Anche se questo effetto del movimento è noto da tempo, il nostro lavoro ne offre una spiegazione esauriente, che migliora la nostra comprensione di questa dinamica diffusa, " aggiunge il coautore Michael Shelley, un professore al Courant Institute of Mathematical Sciences della NYU.

I ricercatori, che comprendeva anche Quentin Brosseau, un borsista post-dottorato presso il Courant Institute della New York University e il primo autore del documento, focalizzato su un fenomeno precedentemente scoperto, reotassi:movimento che comporta un cambio di direzione per dirigersi a monte o in una corrente.

Però, mancavano spiegazioni dettagliate sulla reotassi. Per comprendere appieno questo processo, gli scienziati hanno creato nanomotori composti da due metalli:platino e oro (Pt/Au). Shelley, Zhang, anche professore alla NYU Shanghai, e i loro colleghi avevano precedentemente creato una versione più elementare di questi nanomotori, che sono meno della larghezza di un capello umano.

Fabbricato nel Molecular Design Institute del Dipartimento di Chimica della NYU, i motori descritti nel Lettere di revisione fisica la carta era più avanzata; i ricercatori hanno variato le proporzioni di questi metalli per variarne il movimento:in alcuni modelli, la composizione era divisa in modo uniforme mentre altri avevano un rapporto oro-platino 3:1 o un trucco platino-oro 3:1.

Alimentato chimicamente da una diluizione di perossido di idrogeno quando posto in acqua, i nanomotori potevano nuotare, con l'estremità in platino che fungeva sempre da testa. Però, questi motori avevano diverse "inclinazioni, " che differivano a seconda della loro composizione. Quelli composti principalmente da oro erano etichettati "estrattori" mentre quelli in gran parte costituiti da platino erano chiamati "spintori". rimasto relativamente piatto.

Questa differenza era significativa quando si trattava di muoversi contro corrente.

Quando l'inclinazione è grande (tiratori), la coda è più esposta a un flusso in arrivo, che cattura la coda e fa girare il motore, in modo simile al modo in cui il vento fa girare una banderuola. Di conseguenza, la parte anteriore del motore è rivolta verso il flusso, dopo di che il motore continua in avanti, ora si muove contro corrente. Al contrario, se il motore non è inclinato (spingitori), una corrente non può prendere la sua coda e farla girare per muoversi contro questo flusso e, di conseguenza, è improbabile che risponda a un flusso in arrivo.

"Questo sistema sintetico imita i microrganismi naturali, come E. coli in flusso, e offre un mezzo per prevedere i loro percorsi attraverso il corpo umano, " osserva Brosseau. "È fondamentale comprendere i processi di contaminazione e progettare materiali intelligenti per la somministrazione mirata di farmaci".