Au moins depuis le film "Le Voyage Fantastique" en 1966, dans lequel un sous-marin est rétréci et injecté dans la circulation sanguine d'un humain, les gens ont caressé l'idée d'envoyer de minuscules « micromachines » et « nanorobots » dans nos organes ou nos cellules individuelles pour effectuer des « réparations » délicates. Cela commence maintenant à s'approcher du domaine des possibles. Dans la revue Angewandte Chemie , des scientifiques de Stuttgart présentent l'état actuel de la recherche dans le domaine des micro- et nanomoteurs catalytiques.
Pour que les petits moteurs se déplacent, ils peuvent être pilotés de l'extérieur, au moyen de champs électriques ou magnétiques ou d'ultrasons. "Les micro- et nanomoteurs automoteurs peuvent fonctionner de manière autonome, se conduisant au moyen de réactions catalytiques dans les liquides, par exemple, " expliquent Samuel Sánchez et ses co-auteurs de l'Institut Max Planck pour les systèmes intelligents à Stuttgart dans leur article de synthèse. " Les nanomoteurs télécommandés peuvent transporter des marchandises vers les cibles souhaitées, forer dans les biomatériaux, sentir leur environnement, mélanger ou pomper des fluides, et de l'eau propre et polluée, " dit Sánchez. À ce stade, les objectifs scientifiques sont de trouver la meilleure architecture pour l'autopropulsion, comprendre les mécanismes de propulsion, et pour obtenir un contrôle très précis du mouvement. En outre, la recherche de carburants biocompatibles et de mécanismes d'entraînement est primordiale.
Les micro- et nanomoteurs purement synthétiques prennent généralement la forme de nanofils, nanosphères, ou nanotubes. Les nanofils fabriqués à partir de combinaisons de différents métaux peuvent être entraînés par auto-électrophorèse, dans lequel ils se déplacent dans un champ électrique auto-induit résultant d'une distribution asymétrique des ions. Les nanosphères avec deux hémisphères différents sont également intéressantes. Cela permet à une moitié d'être revêtue d'un catalyseur qui provoque une distribution asymétrique d'un produit de réaction, qui déplace les sphères le long. Les micro- ou nanotubes en forme de jet dont l'intérieur est recouvert d'un catalyseur sont particulièrement polyvalents et efficaces lorsqu'ils sont entraînés par des bulles :une réaction catalytique se produit à l'intérieur des tubes, formant un gaz, généralement de l'oxygène, qui sort de l'ouverture la plus large sous forme de bulles, pousser le jet le long. Le "carburant" est généralement du peroxyde d'hydrogène. Immobilisé, les jets peuvent également fonctionner comme des micropompes pour une utilisation dans des applications telles que des puces de diagnostic et d'analyse microfluidiques.
Dans le domaine de la biomédecine, la liste de souhaits comprend des micromoteurs capables de percer sélectivement les cellules tumorales et de les détruire. Les nanotransporteurs automoteurs pourraient transporter des médicaments de manière sélective vers les organes malades. D'autres applications potentielles incluent le domaine de l'assainissement de l'environnement. "Les micromoteurs avec un revêtement hydrophobe pourraient piéger les gouttelettes d'huile dans l'eau contaminée et les emporter. D'autres pourraient décomposer les polluants organiques dans l'eau tout en mélangeant activement la solution." rapporte Sanchez.
