Vous vous demandez comment fonctionne un nanomoteur moléculaire lors de la réparation de l'ADN ou du transport de matériaux tels que des organites dans la cellule ? Typiquement, les nanomoteurs se déplacent le long des filaments de biopolymère pour accomplir leurs tâches dans la cellule. Faire cela, ils utilisent l'énergie des réactions chimiques dérivées de leur environnement pour se propulser. Dans une nouvelle étude publiée dans EPJ E , Mu-Jie Huang et Raymond Kapral de l'Université de Toronto en Ontario, Le Canada montre que les petits moteurs synthétiques peuvent se fixer sur des filaments polymères et, contrairement à ce que les études précédentes ont montré, se déplacer sans changer ni leur forme ni la direction dans laquelle ils se déplacent. Cela permet de délivrer efficacement les substances qu'ils transportent, comme les anticancéreux ou les anti-polluants.

L'équipe a conçu ces nanomoteurs pour se déplacer en utilisant les variations spatiales des concentrations d'espèces chimiques qu'ils produisent eux-mêmes au moyen de réactions chimiques sur leurs surfaces. La principale amélioration apportée par les résultats de cette étude est que même de très petits moteurs synthétiques, peut-être à l'échelle moléculaire de l'Angstrom, un dix-milliardième de mètre—peut fonctionner efficacement sans souffrir de culbutage rapide et de perte de direction initiale.

Les auteurs ont étudié les mouvements de ces nanomoteurs sur un filament entouré de solvant en créant un modèle biomimétique de niveau à gros grains présentant toutes les espèces chimiques sous forme de particules, à savoir, molécules de solvant, les éléments constitutifs moléculaires du filament et les moteurs eux-mêmes. L'avantage :cette approche tient compte des perturbations issues des mouvements aléatoires des molécules de solvant et des écoulements macroscopiques de fluide solvant accompagnant le mouvement moteur.

Ils ont constaté que la concentration locale de produit catalytique aidant à alimenter leur mouvement entraîne une inversion du sens du mouvement collectif des nanomoteurs, à condition qu'ils soient en concentration suffisamment élevée. Les travaux promettent de stimuler d'autres recherches sur le transport de marchandises dirigé.