Топливные микроракеты: наночастицы смогут доставить лекарство в нужное место.
Чтобы привить любовь к предмету химии, учителя химии иногда бросают чистый натрий в воду, вызывая бурную химическую реакцию. В лучшем случае, натрий плавится, капля натрия бегает по поверхности воды, уменьшаясь в размерах. А инженер Вэй Гао из Калифорнийского университета, Сан-Диего придумал более оригинальную вещь. Он предложил более управляемую микро реакцию, которая происходит на одной стороне частицы, размером 20 микрометров.

Для частиц таких размеров, обычная вода становится тянучей как смола. 1 способ протолкнуть такую частицу через толщу воды состоит в том, чтобы использовать саму воду в качестве окислителя. В 2011г. Гао и его коллеги бросили микроскопические цинковые частицы в соляную кислоту. В результате взрыва не произошло, но цинковые частицы стали перемещаться с огромной для своих размеров скоростью 1050 микрометров в секунду, или приблизительно 100 своих длинах тела в секунду. Чтобы смоделировать это, человек 2 метра высотой должен был бы проплывать 4 заполненных смолой Олимпийских бассейна за 1 секунду.
Чтобы достигнуть этого, команда Гао нашла то, что нужно – наночастицы алюминия реагируют с водой с выделением газа (водорода). А алюминий в крупных кусках не обладает такой высокой химической активностью из-за пассивирующей его плёнки оксида алюминия. Изыскатели своё творение назвали частицы Януса, по имени лицемерного римского бога. У частиц есть устойчивое лицо – полусфера из титана (зелёный цвет) и «реактивное» лицо из алюминия (начинка из наночастиц алюминия серого цвета).

В воде алюминий выделяет водородные газовые пузыри, которые толкают титановую сферу сквозь толщу воды со скоростью в 150 диаметров «микроракеты» в секунду. Группа недавно описала свои результаты, полученных для цинковых наночастиц.

Такие двигатели не работают долго – в случае цинковых частиц около двух минут. В первых экспериментах Гао алюминиевая сторона частиц накапливала окись алюминия, ограничивая срок работы двигателя. Добавление галлия увеличило время работы микроракеты до 5-ти минут. Изыскатели считают, что в будущих экспериментах в состав можно добавить индий или олово, которые, как и галлий, помогают удалять слой формирующегося окисла.

Гао предполагает, что слабое магнитное поле, приложенное снаружи тела, могло бы вести намагниченные частицы к цели. Материаловед Сэмюэль Санчес из Института Лейбница в Дрездене, Германия, создал магнитно управляемые частицы Януса из платины и кобальта.
Но они в качестве окислителя (среды) использовали токсичную перекись водорода. Перекись водорода популярна среди наноисследователей из-за её сильной окислительной активности. Физик Пиир Фишер из Института Интеллектуальных Систем Макса Планка говорит, что ему нравится идея доставлять таким способом генетический материал ядру клетки или проводить микрохирургические операции с инструментами, которые составляют меньше чем 1 процент размера хирургической иглы. Микроракеты из наночастиц могли бы помочь в вопросах экологии, таких как очистка воды. Это может быть более полезным и не менее захватывающим для студентов, чем химикаты, которые взрываются при контакте с водой.

Двигательная установка Гао была бы полезной для доставки микродоз лекарств к своим «мишеням». Мы уже раньше писали о микророботах, управляемых при помощи установки магнитной томографии.