Nuevo sistema de propulsión para las micro-objetos

Un método nuevo para la propulsión metálica micro-y nano-objetos ha sido desarrollado por investigadores del Instituto de Ciencias Moleculares (Institut des sciences moléculaires, CNRS / ENSCBP / Universités Bordeaux 1 y 4). El proceso se basa en el concepto novedoso de bipolar electroquímica: bajo la influencia de un campo eléctrico, un extremo de un objeto metálico crece mientras que el otro extremo se disuelve.Gracias a este permanente auto-regeneración, los objetos pueden moverse a velocidades del orden de un centenar de micrómetros por segundo. Este trabajo, publicado en el Journal of the American Chemical Society, podría encontrar aplicaciones en campos que van desde la nanomedicina a la micromecánica.

Varios enfoques se están estudiando actualmente para inducir el movimiento controlado de dirección de nano-o micro-objetos. En particular, los científicos están estudiando el uso de los llamados de las moléculas del combustible ‘que, al descomponerse, pueden propulsar un objeto disimétrico. Otras posibles vías incluyen la reproducción de los sistemas naturales, imitando el movimiento de las bacterias o la rotación de los conocidos sistemas biológicos, tales como la ATP sintasa.  Por primera vez, dos investigadores del Instituto de Ciencias Moleculares de Burdeos (CNRS / ENSCBP / Universités Bordeaux 1 y 4) han demostrado que tal movimiento puede ser inducida utilizando un enfoque novedoso llamado bipolar, la electroquímica. Los químicos se aplican un campo eléctrico a objetos metálicos, que a continuación tienen una carga diferente en cada extremo, a saber, una carga positiva en un extremo y una carga negativa en el extremo opuesto. Esta polarización es lo suficientemente alta como para oponerse a las reacciones redox químicas que se producen en ambos lados. Por lo tanto, el objeto se oxida y se disuelve en un extremo, mientras que una sal de metal presente en la solución se reduce y el metal se deposita en el otro extremo, haciendo que el objeto de expandir. Este proceso finalmente induce a auto-regeneración del objeto al mismo tiempo haciendo que se mueva. El movimiento producido de esta manera se dirige hacia uno de los dos electrodos. La velocidad puede ser controlada mediante la variación de la diferencia de potencial entre los electrodos. La ventaja de este método es que no hay combustible convencional se requiere para inducir este movimiento. Además, tales micromotores se podría adaptar para empujar otros objetos en una dirección predeterminada y desaparecen una vez que su tarea se ha completado. Este nuevo proceso abre nuevas perspectivas en los diversos campos de aplicación, que van desde la micromecánica a la nanomedicina.

Imagen 1


© Kuhn / ISM

Diagrama que muestra el principio de auto-regeneración bipolar.


Imagen 2


© Kuhn / ISM

Ejemplo de propulsión de un dendrita de zinc.


 

 

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