Гибрид штопора и сперматозоида стал самым маленьким пловцом в мире, Hi-Tech

Фото авторов исследования

Ученые создали "нанопропеллер", способный двигаться в жидкой среде со скоростью до 40 микрометров в секунду. Описание самого маленького в мире пловца приведено в статье в журнале Nano Letters. Коротко об устройстве рассказывает New Scientist.

Для существ и объектов микро- и наноразмеров вода является достаточно вязкой средой. Один из наиболее эффективных способов передвижения в вязких жидкостях - это "вкручивание" по принципу штопора. Именно так плавают в воде некоторые бактерии, имеющие жгутик.

Созданный авторами новой работы "нанопропеллер" представляет собой изогнутый "жгутик", соединенный с шарообразной головкой размером от 200 до 300 нанометров. Длина "жгутика", сделанного из кремния, составляет от одного до двух микрометров. Чтобы добиться искривленной формы, ученые покрыли "жгутик" стеклянными гранулами, а затем распылили на него диоксид кремния. "Жгутик" закручивался вокруг гранул, образуя необходимые изгибы. Слой диоксида кремния фиксировал новую форму.

Завершающей стадией создания "пловца" стало нанесение на одну его сторону кобальтового покрытия. Кобальт обладает хорошими магнитными свойствами, и при приложении внешнего магнитного поля "нанопропеллеры" ориентировались вдоль магнитных линий. Используя переменное магнитное поле, ученые заставили "нанопропеллеры" вращаться. Максимальная скорость передвижения устройства составляла 40 микрометров в секунду. Изменяя параметры магнитного поля, исследователи при помощи "нанопропеллеров" "рисовали" на воде сложные знаки, например букву "R".

В перспективе такие "пловцы" могут доставлять лекарства к различным тканям и органам больных. У гибридов штопора и сперматозоида есть ряд преимуществ. Во-первых, они способны эффективно перемещаться в жидкой среде (то есть, смогут плавать по кровеносным сосудам). Во-вторых, для движения им не нужны внутренние источники энергии. В-третьих, в конструкции "нанопропеллеров" отсутствуют движущиеся части, что делает их более надежными.