Группа ученых под управлением Тан Цзиньяо (Jinyao Tang), химика из Гонконгского университета сумела создать «микропловцов» по сосудам человеческого тела, движением которых можно плавно и точно управлять с помощью света. О своей разработке исследователи рассказали в статье, опубликованной в журнале Nature Nanotechnology.
За последние 15 лет ученые создали варианты таких микромашин, перемещаемые с помощью химических реакций, магнитных полей или вибрации, но они часто блуждают хаотично. Между тем такие устройства очень нужны, например, для доставки лекарств к нужным органам или выполнения микроскопических же хирургических операций. Самая трудная задача состоит в том, чтобы направить их именно в то место, где они нужны.
Ученые создали микрочастицы в форме ершика для мытья бутылок с кремниевыми стерженьками и щетками с щетинками из диоксида титана (TiO2). Оба эти материала поглощают фотоны, поэтому при освещении микрочастицы стерженьки вырабатывает отрицательно заряженные гидроксилы, а щетинки — положительные ионы водорода. Перемещаясь для восстановления зарядового равновесия, ионы увлекают за собой жидкость, что заставляет «пловца» двигаться в направлении к источнику света, причем стерженьком вперед, подобно дротику.
Чтобы проверить работоспособность аппаратов, ученые поместили эти частицы на предметное стекло и направляли их движение ультрафиолетовым излучением так, чтобы они составили слово «нано». Оказалось, что такая частица размером в 11 мкм способна за 2 минуты одолеть расстояние около 1 мм. Для медицинских приложений эта скорость слишком мала, однако новые геометрии, которыми занимаются сейчас разработчики, должны позволить достичь более высоких скоростей.
