Химики создали микроракеты на водородных пузырьках

Американские исследователи представили новый тип микромотора, который работает в кислой среде, не требуя топлива извне. Учёные говорят, что двигатели такого типа в будущем смогут «путешествовать» в теле человека.

«Это первый пример самоходной микроракеты с химическим питанием, которая обходится без внешних источников топлива, таких, например, как перекись водорода, – заявил один из авторов новой работы профессор Джозеф Ван (Joseph Wang) из университета Калифорнии в Сан-Диего.

– Такие микроракеты с кислотным питанием могли бы значительно расширить сферу применения нано- и микродвигателей в экстремальных условиях, например в человеческом желудке, и таким образом привести к созданию разнообразных новых биомедицинских приложений, начиная от целенаправленной доставки лекарств в организме или наноотображения для мониторинга происходящих в теле процессов».

Хотя микроракеты движутся автономно, исследователи также показали, что могут
ими управлять, контролируя направление движения и заставляя их брать груз (b),
перевозить в заданную точку (c) и там
отпускать (d). Делается это путём
нанесения магнитного слоя (титан + никель)
на поверхность ракеты и, соответственно, дальнейшими манипуляциями с магнитом
(фото American Chemical Society).

Микроракеты представляют собой крошечные трубки около 10 микрометров в длину и диаметром от 2 до 5 мкм. Трубки эти созданы из полианилина, а изнутри покрыты тонким слоем цинка, поэтому учёные характеризуют их как PANI/Zn.

Оказавшись в кислой среде, цинк теряет электроны, что способствует производству пузырьков водорода и продвигает микроракету вперёд.

Скорость зависит от кислотности, и опыты показали, что максималка достигает 1050 мкм/сек (0,0038 км/ч), что эквивалентно сотне длин «тела» ракеты в секунду. Если сравнить это с плаванием человека, то мы получим скорость 612 км/ч, поясняет Gizmag.

Тесты также продемонстрировали, что время жизни микроракеты колеблется в пределах от 10 секунд до 2 минут в зависимости от скорости растворения цинка. Чем последнего больше и чем выше водородный показатель (pH) раствора, тем дольше существует микроракета.

Свои микроракеты учёные описали в статье журнала Американского химического общества. Главной задачей на ближайшее будущее исследователи называют продление срока службы микродвигателей.