Вода может стать топливом для медицинских «наноракет»

Биоинженеры давно работают над созданием микро- и наноразмерных «ракет» для перемещения в жидких средах. Такие устройства могут применяться для адресной доставки лекарственных средств в организме больного. В качестве движителя при этом используются химические реакции между материалом самой «ракеты» и окружающей средой. Главной проблемой большинства этих разработок оставалось то, что они используют в качестве топлива токсичную для организма перекись водорода.

В основе нового микромотора лежат асимметричные частицы диаметром 20 мкм. Химическая реакция, протекающая на тыльной стороне частицы, приводит к образованию пузырьков газа, которые толкают мотор-частицу вперёд. Авторы разработки использовали реакцию между металлическим алюминием и водой, которая приводит к выделению водорода и образованию гидроксида алюминия. Частицы представляют собой сплав алюминия и галлия, где роль последнего заключается в препятствовании образованию плёнки гидроксида алюминия на реакционной поверхности частицы.

В эксперименте исследователей микрочастицы из сплава галлия и алюминия покрывались с одной стороны титановой плёнкой, которая делала её химически инертной. Оборотная сторона сохраняла высокую реакционную способность по отношению к воде.

Проведя несколько «тестовых заездов», исследователи обнаружили, что, двигаясь в воде, микрочастицы способны развивать скорость до 3 мм/с. В более вязких средах, таких как сыворотка крови, клеточный бульон и солёный водный раствор, скорость была заметно ниже.

До реального применения таких наноракет, однако, ещё далеко. Частицы живут всего около минуты в простой воде и до пяти минут в солёном растворе, после чего полностью растворяются. Кроме того, при растворении они выделяют значительное количество алюминия и галлия, которые вполне могут оказаться для клеток токсичнее перекиси водорода.
Подготовлено по материалам Chemical & Engineering News.