Yendo río arriba y contra corriente, implica una inclinación frontal primero hacia abajo y luego moverse a lo largo de una superficie, muestra una nueva investigación de un equipo de científicos, que creó "nanomotores" para descubrir este eficaz medio de locomoción en tales condiciones. Sus hallazgos y la creación de estos pequeños motores ofrecen nuevos conocimientos sobre la naturaleza del movimiento en los fluidos y tienen implicaciones para la ingeniería.

"Estos nanomotores no solo nos ayudaron a comprender mejor la naturaleza del movimiento contra los flujos a escalas diminutas que no podemos ver fácilmente, pero también podría ser el primer paso en el desarrollo de materiales inteligentes y sistemas robóticos en el mundo microscópico, "dice Jun Zhang, profesor de física y matemáticas en la Universidad de Nueva York y coautor del artículo, que aparece en la revista Cartas de revisión física .

"Si bien este efecto del movimiento se conoce desde hace mucho tiempo, nuestro trabajo ofrece una explicación completa para ello, lo que mejora nuestra comprensión de esta dinámica generalizada, "añade el coautor Michael Shelley, profesor del Instituto Courant de Ciencias Matemáticas de la Universidad de Nueva York.

Los investigadores, que también incluía a Quentin Brosseau, becario postdoctoral en el Courant Institute de la NYU y primer autor del artículo, centrado en un fenómeno previamente descubierto, reotaxis:movimiento que implica un cambio de dirección para ir corriente arriba o hacia una corriente.

Sin embargo, faltaban explicaciones detalladas de la reotaxis. Para comprender completamente este proceso, los científicos crearon nanomotores compuestos de dos metales:platino y oro (Pt / Au). Shelley, Zhang, también profesor en NYU Shanghai, y sus colegas habían creado previamente una versión más básica de estos nanomotores, que son menores que el ancho de un cabello humano.

Fabricado en el Instituto de Diseño Molecular del Departamento de Química de la Universidad de Nueva York, los motores descritos en el Cartas de revisión física el papel estaba más avanzado; los investigadores variaron las proporciones de estos metales para variar su movimiento; en algunos modelos, la composición se dividió uniformemente mientras que otras tenían una proporción de oro a platino de 3:1 o una composición de platino a oro de 3:1.

Alimentado químicamente por una dilución de peróxido de hidrógeno cuando se coloca en agua, los nanomotores podían nadar, y el extremo de platino siempre hacía las veces de cabeza. Sin embargo, estos motores tenían diferentes "inclinaciones, "que diferían dependiendo de su composición. Los compuestos principalmente de oro fueron etiquetados como" tiradores ", mientras que los compuestos principalmente de platino se llamaron" empujadores ". Los tiradores tendían a moverse con la cola hacia arriba (una inclinación pronunciada) mientras que los empujadores permaneció relativamente plano.

Esta diferencia fue significativa a la hora de moverse contra corrientes.

Cuando la inclinación es grande (tiradores), la cola está más expuesta a un flujo que se aproxima, que atrapa la cola y hace girar el motor, similar a la forma en que el viento hace girar una veleta. Como consecuencia, el frente del motor mira hacia el flujo, después de lo cual el motor sigue adelante, ahora moviéndose contra la corriente. Por el contrario, si el motor no está inclinado (empujadores), una corriente no puede atrapar su cola y girarla para moverse en contra de este flujo, y como resultado, es poco probable que responda a un flujo que se aproxima.

"Este sistema sintético imita los microorganismos naturales, como E. coli en flujo, y ofrece un medio para predecir sus trayectorias a través del cuerpo humano, ", observa Brosseau." Es clave comprender los procesos de contaminación y diseñar material inteligente para la administración de medicamentos dirigida ".