Les chercheurs du groupe de nanobioélectronique et de biocapteurs ICN2 dirigé par le professeur Arben Merkoçi ont mis au point une méthode de fabrication simple pour des micromoteurs polyvalents à base d'oxyde de graphène. Ne nécessitant aucun équipement particulier, il peut être utilisé pour produire une gamme de micromoteurs qui peuvent être davantage réglés à des fins différentes. Luis Baptista-Pires explique le processus dans l'article publié dans Petit .

Tout moteur nécessite du carburant et effectue un travail. A l'échelle microscopique, ils peuvent être conçus de telle sorte que, lorsqu'il est libéré dans un environnement aqueux, ils effectuent une gamme de tâches - toutes sortes d'actions qui leur permettent d'interagir avec des cellules vivantes, polluants chimiques et même des circuits à micro-échelle.

Les moteurs développés par les chercheurs du Groupe ICN2 Nanobioélectronique et Biocapteurs, dirigé par ICREA Prof. Arben Merkoçi, ont été utilisés dans des conditions d'essai pour éliminer les gouttelettes d'huile de l'eau. Composé de minuscules feuilles laminées d'oxyde de graphène, ces structures peuvent se déplacer facilement à travers l'huile et l'eau, ramasser toutes les particules de pétrole qu'ils rencontrent et les transporter comme cargaison pour une libération ultérieure.

Mais la vraie percée, et l'objet de l'article publié dans Petit , est l'innovant, méthode de production presque ludique simple utilisée pour les construire. Adapter une technologie interne existante, une solution d'oxyde de graphène est versée sur une membrane en papier imprimé à la cire. Il agit comme une sorte de moule qui, lorsqu'il est mouillé et secoué à la main d'un côté à l'autre dans de l'éthanol, définit et libère plusieurs tubes d'oxyde de graphène auto-laminés - les éléments de base des micromoteurs.

Dans le même processus de fabrication, ces micromoteurs roll-up peuvent être revêtus de platine. Lorsque les moteurs sont libérés dans l'environnement où ils effectueront leur tâche, une petite quantité de peroxyde d'hydrogène est également ajoutée. Le platine réagit avec, créant des bulles qui stimulent le mouvement vers l'avant. Alternativement, les moteurs peuvent être garnis de particules magnétiques, permettant une direction externe à l'aide d'aimants.

Surtout, le processus de fabrication développé à l'ICN2 est beaucoup moins cher et plus simple que les méthodes existantes pour produire des micromoteurs, et ne nécessite aucun équipement spécial. Il offre également un contrôle significatif sur la direction dans laquelle l'oxyde de graphène s'enroule - dans le sens de la longueur, latéralement ou en diagonale. Étant donné que les micromoteurs à défilement différent présentent des comportements différents lorsqu'ils se déplacent dans le liquide, ceci est important pour la viabilité des technologies des micromoteurs à grande échelle - pour les applications pratiques, les chercheurs doivent être capables de produire des lots de moteurs qui effectuent la même tâche.

En plus d'expérimenter différentes configurations d'enroulement, l'équipe a également essayé de faire varier l'épaisseur des rouleaux et les niveaux de réduction de la solution utilisée pour les fabriquer (c'est-à-dire diminution de la proportion d'oxygène dans l'oxyde). Cela a abouti à des moteurs avec des structures internes et des caractéristiques de surface différentes, avec les différentes solutions se fixant différemment et/ou défilant plus ou moins étroitement lors de la libération de la membrane. Toutes ces variables ouvrent une myriade de façons de régler mécaniquement et chimiquement les micromoteurs pour des tâches spécifiques.

Les micro- et nanomoteurs représentent un domaine émergent avec un large potentiel d'applications, des interventions médicales et des diagnostics de santé au stockage d'énergie et à la surveillance environnementale. Cependant, certains obstacles majeurs subsistent avant qu'ils ne puissent être pleinement réalisés. Par exemple, les carburants sur lesquels ces moteurs fonctionnent généralement ne sont pas entièrement biocompatibles. Cela exclut leur mise à l'échelle immédiate pour le nettoyage des déversements de pétrole jusqu'à ce qu'un composé plus respectueux de l'environnement puisse être trouvé.

Précédemment, la fabrication était également un obstacle. Mais le simple, La méthode peu coûteuse présentée dans cet article ouvre la voie à la production en série de micromoteurs spécialement conçus dans un avenir pas si lointain.