Pour la première fois, un micromoteur (illustré ci-dessus) était alimenté par des « moteurs » qui répondent à trois stimuli différents :catalytique (bulles), léger et magnétique. Barre d'échelle, 10 µm. Crédit :Adapté de Chimie des Matériaux 2020, DOI :10.1021/acs.chemmater.9b04873
Un jour, les robots microscopiques pourraient remplir des fonctions utiles, tels que les tests de diagnostic dans les capteurs de laboratoire sur puce, des surfaces microstructurées ou la réparation d'équipements dans des espaces restreints. Mais d'abord, les scientifiques doivent pouvoir contrôler étroitement la vitesse des microbots. Maintenant, chercheurs reportant dans ACS' Chimie des Matériaux ont développé des micromoteurs à trois "moteurs" qu'ils peuvent contrôler séparément avec du carburant chimique, aimants et lumière.
Les micromoteurs sont de minuscules outils qui convertissent les stimuli, comme le carburant chimique, léger, champs magnétiques ou sonores, en mouvement pour effectuer des tâches. Précédemment, les chercheurs ont démontré des micromoteurs alimentés par un ou deux de ces stimuli. Par exemple, les micromoteurs contenant des moteurs à nanoparticules de platine peuvent être alimentés en ajoutant une petite quantité de peroxyde d'hydrogène à une solution. Le catalyseur du moteur convertit le carburant de peroxyde d'hydrogène en bulles, qui propulsent le micromoteur à travers le liquide. Beatriz Jurado Sánchez, Alberto Escarpa et ses collègues voulaient construire un micromoteur "suralimenté" avec trois moteurs fonctionnant avec différents types de carburant.
Pour fabriquer leurs micromoteurs, l'équipe a recouvert des microsphères de polystyrène de couches d'or et de nanomatériaux 2D. Puis, ils ont attaché trois nanoparticules différentes qui fonctionnaient comme des moteurs et qui rendaient les micromoteurs sensibles au peroxyde d'hydrogène, aimants et lumière. Lorsque les chercheurs ont exposé les micromoteurs aux trois stimuli simultanément, la vitesse a augmenté jusqu'à 73% par rapport à celle atteinte avec des micromoteurs contenant seulement deux moteurs. Les micromoteurs suralimentés pourraient se déplacer à des vitesses relativement élevées même à travers des fluides visqueux, y compris la salive, sang et lait. En variant les facteurs, comme la concentration en peroxyde d'hydrogène, le type de catalyseur utilisé et l'intensité lumineuse, les nouveaux micromoteurs offrent une « myriade de comportements de propulsion contrôlables, ", dit le chercheur.