(Phys.org) —Vibra uma solução de nanopartículas de metal em forma de bastão na água com ultrassom e elas giram em torno de seus longos eixos como minúsculas brocas. Porque? Ninguém ainda sabe exatamente. Mas os pesquisadores do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) registraram sua velocidade - e é rápido. Até 150, 000 revoluções por minuto, esses nanomotores giram 10 vezes mais rápido do que qualquer objeto em nanoescala submerso em líquido já relatado.

A descoberta dessa taxa vertiginosa abriu a possibilidade de que eles pudessem ser usados ​​não apenas para se mover dentro do corpo - o ímpeto para a pesquisa - mas também para usinagem e mistura em alta velocidade.

Os cientistas têm estudado como fazer os nanomotores se moverem em líquidos nos últimos anos. Um grupo da Penn State em busca de uma maneira biologicamente amigável de impulsionar nanomotores observou pela primeira vez que os nanobastões de metal estavam se movendo e girando em resposta ao ultrassom em 2012. Outro grupo da Universidade da Califórnia em San Diego direcionou o movimento das hastes de metal para frente usando um mecanismo magnético campo. O grupo da Penn State demonstrou então que esses nanomotores poderiam ser impulsionados para dentro de uma célula cancerosa.

Mas ninguém sabia por que ou quão rápido os nanomotores estavam girando. Sendo este último um problema de medição, pesquisadores do NIST trabalharam com o grupo Penn State para resolvê-lo.

“Se os nanomotores forem usados ​​em um ambiente biológico, então é importante entender como eles interagem com o líquido e os objetos ao seu redor, "diz o líder do projeto NIST Samuel Stavis." Usamos nanopartículas para rastrear o fluxo de água em torno dos nanomotores, e usamos essa medida para inferir sua taxa de rotação. Descobrimos que os nanomotores estavam girando surpreendentemente rápido. "

A equipe do NIST cronometrou a rotação dos nanomotores misturando o comprimento de 2 micrômetros, Varetas de ouro de 300 nanômetros de largura com contas de poliestireno de 400 nanômetros de diâmetro em água e colocá-las entre as placas de vidro e de silicone com um agitador tipo alto-falante embaixo. Eles então vibraram o shaker em um tom ultrassônico de 3 megahertz - alto demais para você ou seu cão ouvirem - e observaram os motores e as contas se movendo.

À medida que os motores giram na água, eles criam um vórtice ao seu redor. As contas que chegam perto são varridas pelo vórtice e giram em torno das hastes. Ao medir a distância que as contas estão das hastes e a velocidade com que se movem, o grupo foi capaz de descobrir a rapidez com que os motores estavam girando - com uma advertência importante.

"O tamanho dos nanobastões é importante em nossas medições", diz o físico do NIST Andrew Balk. "Descobrimos que mesmo pequenas variações nas dimensões da haste causam grandes incertezas de medição, portanto, eles precisam ser fabricados o mais uniformemente possível para futuros estudos e aplicações. "

De acordo com os pesquisadores, a velocidade de rotação dos nanomotores parece ser independente de seu movimento para frente. Ser capaz de controlar a "velocidade e avanço" dos nanomotores de forma independente abriria a possibilidade de que eles pudessem ser usados ​​como ferramentas rotativas para usinagem e mistura.

Avenidas futuras de pesquisa incluem tentar descobrir exatamente por que os motores giram e como o vórtice em torno das hastes afeta suas interações entre si.