Tenminste sinds de film "The Fantastic Voyage" in 1966, waarin een onderzeeër wordt gekrompen en in de bloedbaan van een mens wordt geïnjecteerd, mensen spelen met het idee om kleine "micromachines" en "nanorobots" naar onze organen of individuele cellen te sturen om delicate "reparaties" uit te voeren. Dit begint nu het rijk van de mogelijkheden te naderen. In het journaal Angewandte Chemie , wetenschappers uit Stuttgart presenteren de huidige stand van het onderzoek op het gebied van katalytische micro- en nanomotoren.

Om kleine motoren te laten bewegen, ze kunnen extern worden aangedreven, door middel van elektrische of magnetische velden of ultrageluid. "Zelfrijdende micro- en nanomotoren kunnen autonoom opereren, zichzelf aandrijven door middel van katalytische reacties in vloeistoffen, bijvoorbeeld, " leggen Samuel Sánchez en zijn co-auteurs van het Max Planck Instituut voor Intelligente Systemen in Stuttgart uit in hun overzichtsartikel. "Op afstand bestuurbare nanomotoren kunnen vracht naar gewenste doelen vervoeren, boren in biomaterialen, hun omgeving voelen, vloeistoffen mengen of pompen, en schoon vervuild water, " zegt Sánchez. Op dit moment, de wetenschappelijke doelen zijn om de beste architectuur voor zelfaandrijving te vinden, voortstuwingsmechanismen begrijpen, en om een ​​zeer nauwkeurige controle over beweging te bereiken. In aanvulling, de zoektocht naar biocompatibele brandstoffen en aandrijfmechanismen is van primair belang.

Puur synthetische micro- en nanomotoren hebben meestal de vorm van nanodraden, nanobolletjes, of nanobuisjes. Nanodraden gemaakt van combinaties van verschillende metalen kunnen worden aangedreven door zelfelektroforese, waarin ze bewegen in een zelf-geïnduceerd elektrisch veld als gevolg van een asymmetrische verdeling van ionen. Ook interessant zijn nanosferen met twee verschillende hemisferen. Hierdoor kan de ene helft worden gecoat met een katalysator die een asymmetrische verdeling van een reactieproduct veroorzaakt, die de bollen voortbeweegt. Straalvormige micro- of nanobuisjes waarvan de binnenkant is gecoat met een katalysator, zijn bijzonder veelzijdig en efficiënt wanneer ze worden aangedreven door bellen:er vindt een katalytische reactie plaats in de buizen, het vormen van een gas - meestal zuurstof - dat de grotere opening verlaat in de vorm van bellen, de jet voortduwen. De "brandstof" is meestal waterstofperoxide. geïmmobiliseerd, de jets kunnen ook functioneren als micropompen voor gebruik in toepassingen zoals microfluïdische diagnostische en analytische chips.

Op het gebied van de biogeneeskunde, op de verlanglijst staan ​​micromotoren die selectief in tumorcellen kunnen boren en deze kunnen vernietigen. Zelfrijdende nanotransporters zouden medicijnen selectief naar zieke organen kunnen vervoeren. Andere mogelijke toepassingen zijn onder meer het gebied van milieusanering. "Micromotoren met een hydrofobe coating kunnen oliedruppels in verontreinigd water vangen en wegvoeren. Anderen kunnen organische verontreinigende stoffen in water afbreken terwijl ze de oplossing actief mengen." meldt Sánchez.