En amont, et à contre-courant, implique une inclinaison avant d'abord vers le bas puis un déplacement le long d'une surface, montre les nouvelles recherches d'une équipe de scientifiques, qui a créé des "nano-moteurs" pour découvrir ce moyen de locomotion efficace dans de telles conditions. Ses découvertes et la création de ces minuscules moteurs offrent de nouvelles perspectives sur la nature du mouvement dans les fluides et ont des implications pour l'ingénierie.

"Ces nano-moteurs nous ont non seulement aidés à mieux comprendre la nature du mouvement à contre-courant à des échelles minuscules que nous ne pouvons pas facilement voir, mais pourrait également être la première étape du développement de matériaux intelligents et de systèmes robotiques dans le monde microscopique, " dit Jun Zhang, professeur de physique et de mathématiques à l'Université de New York et co-auteur de l'article, qui paraît dans le journal Lettres d'examen physique .

« Bien que cet effet de mouvement soit connu depuis longtemps, notre travail en offre une explication complète, qui améliore notre compréhension de cette dynamique généralisée, " ajoute le co-auteur Michael Shelley, professeur au Courant Institute of Mathematical Sciences de NYU.

Les chercheurs, qui comprenait aussi Quentin Brosseau, un boursier postdoctoral au Courant Institute de NYU et le premier auteur de l'article, focalisé sur un phénomène déjà découvert, rhéotaxie — mouvement impliquant un changement de direction pour se diriger vers l'amont ou dans un courant.

Cependant, les explications détaillées de la rhéotaxie manquaient. Pour bien comprendre ce processus, les scientifiques ont créé des nano-moteurs composés de deux métaux :le platine et l'or (Pt/Au). Shelley, Zhang, également professeur à NYU Shanghai, et leurs collègues avaient déjà créé une version plus basique de ces nano-moteurs, qui sont inférieures à la largeur d'un cheveu humain.

Fabriqué au Molecular Design Institute du département de chimie de NYU, les moteurs décrits dans le Lettres d'examen physique le papier était plus avancé; les chercheurs ont fait varier les proportions de ces métaux afin de varier leur mouvement - dans certains modèles, la composition était uniformément répartie tandis que d'autres avaient un rapport or/platine de 3:1 ou un maquillage platine/or de 3:1.

Alimenté chimiquement par une dilution de peroxyde d'hydrogène lorsqu'il est placé dans l'eau, les nano-moteurs pouvaient nager, l'extrémité en platine servant toujours de tête. Cependant, ces moteurs avaient des "inclinaisons différentes, " qui différaient en fonction de leur composition. Ceux composés principalement d'or étaient étiquetés " extracteurs " tandis que ceux composés en grande partie de platine étaient appelés " poussoirs ". est resté relativement plat.

Cette différence était significative lorsqu'il s'agissait de se déplacer à contre-courant.

Lorsque l'inclinaison est grande (extracteurs), la queue est plus exposée à un flux venant en sens inverse, qui attrape la queue et fait tourner le moteur, de la même manière que le vent fait tourner une girouette. Par conséquent, l'avant du moteur fait face au flux, après quoi le moteur continue d'avancer, maintenant à contre-courant. Par contre, si le moteur n'est pas incliné (poussoirs), un courant ne peut pas attraper sa queue et la faire tourner pour se déplacer à contre-courant - et, par conséquent, il est peu probable qu'il réponde à un flux venant en sens inverse.

"Ce système synthétique imite les micro-organismes naturels, comme E. coli dans le flux, et offre un moyen de prédire leurs chemins à travers le corps humain, " observe Brosseau. " Il est essentiel de comprendre les processus de contamination et de concevoir des matériaux intelligents pour une administration ciblée de médicaments. "