Al recolectar energía de sus entornos circundantes, las partículas denominadas 'micromotores artificiales' pueden impulsarse en direcciones específicas cuando se colocan en soluciones acuosas. En la investigación actual, una opción popular de micromotor es la 'partícula de Janus' esférica, que presenta dos lados distintos con diferentes propiedades físicas. Hasta ahora, sin embargo, pocos estudios han explorado cómo estas partículas interactúan con otros objetos en sus microambientes circundantes. En un experimento detallado en EPJ E , investigadores en Alemania y Holanda, dirigido por Larysa Baraban en Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, muestran por primera vez cómo las velocidades de las partículas de Janus se relacionan con las propiedades físicas de las barreras cercanas.

Los descubrimientos del equipo podrían ayudar a los investigadores a diseñar micromotores que puedan atravesar entornos biológicos altamente complejos. Estas partículas resultarían invaluables para las técnicas médicas de vanguardia, incluida la administración de fármacos y la nanocirugía. En su estudio, Baraban y sus colegas prepararon dos tipos de esferas Janus:la primera con una superficie cargada negativamente, el segundo, con un revestimiento de carga positiva. Cuando se coloca en agua desionizada, ambos tipos generaron un gradiente de concentración de iones, y se propulsaban en direcciones opuestas. Cercano, los investigadores también colocaron un sustrato de vidrio con una variedad de densidades de carga. Cuando tanto el sustrato como el recubrimiento de partículas tienen cargas iguales, las partículas negativas se impulsaron lejos de la superficie a velocidades variables.

Para sustratos cargados positivamente y recubrimientos de partículas, El equipo de Baraban descubrió que estas velocidades mostraban una correlación positiva con la densidad de carga del sustrato. Según los investigadores, este comportamiento surgió debido a que las reacciones químicas en los recubrimientos cargados positivamente crearon sus propios gradientes de concentración de iones en el fluido circundante. Este flujo 'osmótico' generado a lo largo del sustrato cargado, haciendo que la partícula de Janus se acelere. El descubrimiento es un paso crucial en nuestra comprensión de cómo las partículas autopropulsadas son influenciadas por el microambiente circundante. Con más investigación, esto pronto podría permitir a los investigadores diseñar partículas de Janus con velocidades y direcciones específicas, haciéndolos más adecuados para navegar en entornos complejos.