Исследователи из Университета Колорадо в Боулдере обнаружили, что крошечные самостоятельно передвигающиеся нанороботы преодолевают лабиринты в 20 раз быстрее, чем другие пассивные частицы, поэтому их можно использовать для поиска загрязнений и очистки сложных территорий.

Нанороботами называют крошечные синтетические движущиеся частицы, состоящие из полимера или кремнезема. Они состоят из двух частиц, образующих сферу, каждая из половин обладает различными химическими свойствами: одно полушарие способствует возникновению химических реакций, благодаря этому появляется химическое поле, через него частица получает энергию из окружающей среды и использует ее для того, чтобы передвигаться. Таких нанороботов, считают ученые, можно использовать для очистки загрязненной почвы, улучшения фильтрации воды или даже доставки лекарств в области тела, например, в плотные ткани.

Дэниел Шварц, старший автор статьи, заявил, что нанороботы привлекли внимание сообщества физиков-теоретиков около 20 лет назад. Однако использовать их на полную мощность не было возможности, отчасти потому, что ранее было сложно наблюдать и моделировать их движение в соответствующих средах.

Авторы назвали своих нанороботов из двух половинок сфер частицами Януса. Далее они протестировали частицы на искусственном лабиринте, которые они преодолели в в 20 раз быстрее, чем броуновские частицы. Частицы Януса стратегически перемещались вдоль стенок полости в поисках отверстий, что позволяло им очень быстро находить выходы.

Размер частиц около 250 нанометров — это чуть шире человеческого волоса, поэтому они могут перемещаться и проникать в такие микроскопические пространства, как ткани человеческого тела, чтобы перевозить грузы и доставлять лекарства, или, например, перемещаться сквозь почву для удаления загрязнений.

Следующий шаг в этом направлении исследований — понять, как нанороботы ведут себя в группах в замкнутых средах или в сочетании с пассивными частицами.