Onderzoekers van de ICN2 Nanobioelectronics and Biosensors Group onder leiding van prof. Arben Merkoçi hebben een eenvoudige productiemethode bedacht voor veelzijdige op grafeenoxide gebaseerde micromotoren. Geen speciale uitrusting nodig, het kan worden gebruikt om een ​​reeks micromotoren te produceren die verder kunnen worden afgesteld voor verschillende doeleinden. Luis Baptista-Pires legt het proces uit in de krant gepubliceerd in Klein .

Elke motor heeft brandstof nodig en verricht werk. Op microschaal, ze kunnen zo worden ontworpen dat wanneer het wordt vrijgegeven in een waterige omgeving, ze voeren een reeks taken uit - allerlei acties die hen in staat stellen om te interageren met levende cellen, chemische verontreinigende stoffen en zelfs circuits op microschaal.

De motoren ontwikkeld door onderzoekers van de ICN2 Nanobioelectronics and Biosensors Group, onder leiding van ICREA Prof. Arben Merkoçi, zijn in testomstandigheden gebruikt om oliedruppels uit water te verwijderen. Bestaande uit kleine opgerolde vellen grafeenoxide, deze structuren kunnen gemakkelijk door zowel olie als water ritselen, het oppakken van alle oliedeeltjes die ze tegenkomen en transporteren ze als lading voor latere vrijgave.

Maar de echte doorbraak en de focus van het artikel gepubliceerd in Klein , is de innovatieve, bijna speels eenvoudige productiemethode die werd gebruikt om ze te bouwen. Aanpassing van een bestaande in-house technologie, een grafeenoxide-oplossing wordt op een met was bedrukt papiermembraan gegoten. Het werkt als een soort schimmel die, wanneer bevochtigd en met de hand heen en weer geschud in ethanol, zet meerdere zelfgerolde grafeenoxidebuizen in en laat ze vrij - de basisbouwstenen van de micromotoren.

Als onderdeel van hetzelfde productieproces, deze oprolbare micromotoren kunnen worden bekleed met platina. Wanneer de motoren worden vrijgegeven in de omgeving waar ze hun taak zullen uitvoeren, een kleine hoeveelheid waterstofperoxide wordt ook toegevoegd. Het platina reageert ermee, het creëren van bubbels die voorwaartse beweging stimuleren. Alternatief, de motoren kunnen worden bekleed met magnetische deeltjes, externe besturing mogelijk maken met behulp van magneten.

belangrijk, het fabricageproces dat bij de ICN2 is ontwikkeld, is veel goedkoper en eenvoudiger dan de bestaande methoden om micromotoren te produceren, en vereist geen speciale apparatuur. Het biedt ook aanzienlijke controle over de richting waarin het grafeenoxide oprolt - in de lengte, zijwaarts of diagonaal. Omdat verschillend gescrollde micromotoren verschillend gedrag vertonen als ze door de vloeistof bewegen, dit is belangrijk voor de levensvatbaarheid van micromotortechnologieën op grote schaal - voor praktische toepassingen, onderzoekers moeten batches motoren kunnen produceren die dezelfde taak uitvoeren.

Naast het experimenteren met verschillende oprolconfiguraties, het team probeerde ook de dikte van de rollen te variëren en de reductieniveaus van de oplossing die werd gebruikt om ze te maken (dat wil zeggen, vermindering van het zuurstofgehalte in het oxide). Dit resulteerde in motoren met verschillende interne structuren en oppervlaktekenmerken, waarbij de verschillende oplossingen anders instellen en/of min of meer strak scrollen bij het loslaten van het membraan. Al deze variabelen openen talloze manieren om de micromotoren mechanisch en chemisch af te stemmen voor specifieke taken.

Micro- en nanomotoren vertegenwoordigen een opkomend gebied met brede potentiële toepassingen, van medische interventies en gezondheidsdiagnostiek tot energieopslag en milieumonitoring. Echter, er zijn nog enkele grote hindernissen voordat deze volledig kunnen worden gerealiseerd. Bijvoorbeeld, de brandstoffen waarop deze motoren doorgaans draaien, zijn niet volledig biocompatibel. Dit sluit hun onmiddellijke schaalvergroting uit voor het opruimen van olielozingen totdat een milieuvriendelijkere verbinding kan worden gevonden.

Eerder, productie was ook een hindernis. Maar de eenvoudige, goedkope methode die in dit artikel wordt gepresenteerd, maakt de weg vrij voor de massaproductie van speciaal ontworpen micromotoren in een niet zo verre toekomst.