El grupo Freigeist en TU Dresden, dirigido por la química Dra. Juliane Simmchen, ha estudiado un comportamiento impresionante de los micro nadadores sintéticos:tan pronto como las partículas fotocatalíticas abandonan una zona iluminada, giran de forma independiente y vuelven a nadar hacia la luz. Esta prometedora observación y su análisis fue publicada recientemente en la revista científica Materia blanda como un artículo de "Investigador emergente".

La Dra. Juliane Simmchen, becaria de TU Dresden Freigeist, está investigando con su grupo de investigación junior multidisciplinario el movimiento de micro nadadores sintéticos en líquidos. Su objetivo es permitir que estas micropartículas inanimadas se muevan en una determinada dirección por sí mismas y, por lo tanto, en el futuro, para ser utilizado en tecnología de sensores o limpieza biológica. "Realmente, es un poco como jugar juegos de computadora en el laboratorio, "La química describe su extraordinario trabajo de investigación en una entrevista con la Fundación Volkswagen.

El grupo Simmchen está trabajando con las llamadas "partículas de Janus". Estos consisten en un cuerpo de dióxido de titanio con dos lados revestidos de manera diferente:un lado con una capa catalíticamente activa de níquel y oro, el otro lado permanece sin tratar. El dióxido de titanio se utiliza como agente blanqueador. por ejemplo en pintura de pared, pero también reacciona con la luz. Como resultado, Las partículas de Janus son fotocatalíticas, lo que significa que tan pronto como la luz los golpee, ocurren reacciones químicas que desencadenan un movimiento.

El grupo ahora ha observado y analizado un fenómeno extremadamente inusual en el movimiento de las partículas de Janus:tan pronto como las partículas dejan una zona iluminada en el microscopio, se dan la vuelta por sí mismos y nadan hacia atrás, un comportamiento que en realidad solo se conoce de los microorganismos. Pero, ¿cómo se puede desencadenar un comportamiento tan complejo en micro nadadores sintéticos?

El primer autor Lukas Niese y el Dr. Simmchen pudieron demostrar que mientras las partículas estén activas en la luz, su dirección de nado se estabiliza mediante una combinación de efectos fisicoquímicos. Tan pronto como las partículas ya no estén expuestas a la luz, no hay conversión de energía y la dirección del movimiento ya no es estable. "En este caso, "explica Lukas Niese, "el movimiento térmico natural (movimiento browniano) se establece. Esto hace que las partículas se muevan virtualmente, y luego nadan de regreso al área expuesta ".

"El hecho de que efectos tan simples como el movimiento browniano puedan conducir a un comportamiento tan complejo fue bastante asombroso e impresionante, especialmente en términos de evolución y desarrollo de habilidades. Podríamos hacer uso de esta propiedad para el control específico de microrobots. Se pueden concebir aplicaciones en las que las partículas se filtren y eliminen contaminantes de líquidos o transporten medicamentos a través del cuerpo, y tal vez incluso transporte de información, "dice el Dr. Simmchen, explicando la importancia del descubrimiento.