En récupérant l'énergie de leur environnement environnant, les particules appelées « micromoteurs artificiels » peuvent se propulser dans des directions spécifiques lorsqu'elles sont placées dans des solutions aqueuses. Dans les recherches actuelles, un choix populaire de micromoteur est la « particule de Janus » sphérique - comportant deux côtés distincts avec des propriétés physiques différentes. Jusqu'à maintenant, cependant, peu d'études ont exploré comment ces particules interagissent avec d'autres objets dans leurs microenvironnements environnants. Dans une expérience détaillée dans EPJ E , chercheurs en Allemagne et aux Pays-Bas, dirigé par Larysa Baraban à Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, montrent pour la première fois comment les vitesses des particules de Janus sont liées aux propriétés physiques des barrières voisines.

Les découvertes de l'équipe pourraient aider les chercheurs à concevoir des micromoteurs capables de traverser des environnements biologiques très complexes. Ces particules s'avéreraient inestimables pour les techniques médicales de pointe, notamment l'administration de médicaments et la nanochirurgie. Dans leur étude, Baraban et ses collègues ont préparé deux types de sphère de Janus :la première avec une surface chargée négativement, la deuxième, avec un revêtement chargé positivement. Lorsqu'il est placé dans de l'eau déminéralisée, les deux types ont généré un gradient de concentration ionique, et se sont propulsés dans des directions opposées. Proche, les chercheurs ont également placé un substrat de verre portant diverses densités de charge. Lorsque le substrat et le revêtement de particules avaient des charges similaires, les particules négatives se sont propulsées loin de la surface à des vitesses variables.

Pour les substrats chargés positivement et les revêtements de particules, L'équipe de Baraban a découvert que ces vitesses présentaient une corrélation positive avec la densité de charge du substrat. Selon les chercheurs, ce comportement est dû au fait que les réactions chimiques sur les revêtements chargés positivement ont créé leurs propres gradients de concentration en ions dans le fluide environnant. Ce flux «osmotique» généré le long du substrat chargé, provoquant l'accélération de la particule de Janus. Cette découverte est une étape cruciale dans notre compréhension de la façon dont les particules automotrices sont influencées par le microenvironnement environnant. Avec d'autres recherches, cela pourrait bientôt permettre aux chercheurs de concevoir des particules Janus avec des vitesses et des directions spécifiques, ce qui les rend mieux adaptés à la navigation dans des environnements complexes.