Микроракеты на водяном топливе нейтрализуют химические и биологические агенты

Учёные разрабатывают микроракеты для борьбы с опасными химическими и биологическими агентами. В журнале ACS Nano описаны новые сферические микромоторы, которые быстро нейтрализуют такие агенты, используя в качестве топлива воду.

Исследователи во главе с Джозефом Вангом отмечают, что диоксид титана (TiO₂) — один из самых перспективных материалов для разложения химических и биологических агентов. Он не требует агрессивных химикатов и не образует токсичных побочных продуктов.

Однако существующие подходы требуют смешивания TiO₂ с раствором, который нужно обезвредить. Если агенты попадут в водоёмы, активно перемешивать в них диоксид титана будет невозможно. Поэтому учёные ищут способы придать TiO₂ подвижность, чтобы ускорить процесс деконтаминации без активного перемешивания. Но предыдущие подходы требовали топлива и других соединений, которые мешали нейтрализации. Команда Ванга решила эту проблему.

Чтобы придать TiO₂ тягу, исследователи нанесли его покрытием на сферическое ядро из магния. В водной среде вода через единственное отверстие в оболочке вступает в реакцию с магниевым ядром. Это приводит к выделению пузырьков водорода, которые выталкивают частицу TiO₂ и заставляют её двигаться в окружающей жидкости.

Такая подвижность позволяет диоксиду титана эффективнее и быстрее контактировать с вредными агентами и разлагать их. В тестах микромоторы успешно нейтрализовали нервно-паралитические агенты и бактерии, подобные сибирской язве, за значительно меньшее время по сравнению с неподвижными частицами TiO₂.