Контролируемое движение наночастиц в жидкостях и на границах фаз представляет огромный интерес для ученых. Этот принцип может найти широкое применение для доставки лекарств, удаления токсичных веществ из организма и для очистки водоемов. Основным принципом действия подобных систем является преобразование энергии, выделяемой в ходе неорганической реакции на поверхности катализатора в кинетическую энергию движения наночастицы в жидкости. В частности, перспективными являются наномоторы со структурой сферических димеров, где одна наносфера - каталитическая, а вторая - некаталитическая. Передвижение такого наномотора основывается на неравновесной плотности молекул продукта каталитической реакции и в различии сил взаимодействия между двумя полусферами и молекулами продукта.
Международный коллектив исследователей предложил свой метод реализации данной концепции. Основную сферу они предложили изготавливать из диоксида кремния, а каталитическую часть - из хрома и платины. Вначале на плоскую кремниевую / платиновую подложку наносится слой микросфер из диоксида кремния, после чего последовательно наносятся тонкие слои хрома и платины. После этого образец отжигается, что приводит к образованию металлической (каталитической) сферы (приплюснутой сферы, полусферы), сопряженной с основной некаталитической (рис.1).
В ходе исследований полученных "сферических димеров" было установлено, что при фиксированном радиусе некаталитической сферы средняя скорость движения наномотора увеличивается с ростом радиуса каталитической сферы до некоторого предела. Исследователями было установлено, что наномотор движется в растворе H2O2 (рис.2) либо по квазилинейной, либо по квазициклической траектории. Кроме того, было установлено, что некаталитическая полусфера способна взаимодействовать со стеклянной подложкой, в то время как каталитическая полусфера при этом остается свободной, что приводит к вращению наномотора с постоянной скоростью в течение нескольких минут.
См. также "Частицы - янусы".
