Наномоторы широко распространены в природе, например, они приводят в движение бактерии и другие микроорганизмы. Такие биодвигатели работают на химическом топливе, запасенном внутри клеток, тогда как большинство искусственных наномоторов используют энергию внешних источников (свет, тепло, электричество).
Однако ученые могут сымитировать биомотор, используя каталитические реакции в неорганических системах. В таком устройстве энергия реакции, происходящей на поверхности катализатора, может конвертироваться в кинетическую энергию наночастиц.
Исследователи из University of Georgia предложили довольно простую технологию "dynamic shadowing growth" (DSG) для получения таких каталитических наномоторов. DSG заключается в физическом осаждении компонентов на подложку, которую можно вращать и тем самым менять угол направления парового потока. Сначала были выращены наклонные наностержни кремния, а потом с одной из сторон они были покрыты тонким слоем каталитического слоя платины или серебра. Вращая подложку ученые смогли синтезировать наностержни, L-образные частицы и даже нанопружинки.
Частицы при помощи ультразвука были отделены от подложки и помещены в раствор перекиси водорода. Там за счет каталитического разложения H2O2 на асимметрично расположенном катализаторе частицы начинали вращаться, совершая один оборот за несколько секунд.
По мнению ученых, такие вращающиеся частицы могут быть использованы для сборки более сложных нанодвигателей, а также применяться в наноэлектронике, МЭМС и для доставки лекарств.
Работа была опубликована в Nano Letters .