Các động cơ có kích thước nano, giống như các động cơ quy mô lớn của chúng, có thể được chế tạo để hoạt động với nhiều loại nhiên liệu hóa học, chẳng hạn như peroxide hydro và những hóa chất khác. Nhưng không giống như động cơ lớn, một số nanomotors còn có thể hoạt động mà không cần nhiên liệu, thay vào đó chúng được hỗ trợ bởi từ trường hay hay trường âm thanh. Trong một nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu lần đầu tiên đã chứng minh một nanomotor có thể chạy trên cả hai trường từ tính và âm thanh, làm cho nó trở thành nanomotor lai từ tính- âm thanh đầu tiên không cần nhiên liệu.

Các nhà nghiên cứu, đứng đầu là Giáo sư Joseph Wang tại Đại học California, San Diego, đã công bố một bài báo về một lớp nanomotor mới trên tạp chí Nano Letters. Do các trường trường tính và âm thanh tương hợp sinh học và thường được sử dụng trong y học, nên các nanomotor không cần nhiên liệu này có thể đặc biệt hữu ích cho các ứng dụng y sinh học.

Nanomotor này có thể đáp ứng cả hai kiểu của trường do thiết kế ghép của nó: phần thanh nano vàng phản ứng với siêu âm, và phần xoắn nano phản ứng với từ trường. Toàn bộ thiết bị chỉ dài khoảng 3000 nm (3 micrommet).

Như các nhà nghiên cứu giải thích, việc sử dụng các trường khác nhau để cấp năng lượng cho một thiết bị duy nhất mở ra khả năng tái lập nhanh chóng cấu trúc hoạt động của thiết bị. Ví dụ, sự chuyển đổi giữa hai trường khác nhau thay đổi nhanh chóng hướng chuyển động vì các trường hoạt động trên hai đầu đối diện của thiết bị. Ngoài ra, điều chỉnh biên độ của sóng siêu âm hoặc tần số của từ trường cho phép điều chỉnh tốc độ nhanh chóng, trong khi đưa vào một từ trường quay gây ra một mô-men xoắn dẫn đến chuyển động xoắn ốc.

Sử dụng các trường thay cho nhiên liệu để cung cấp năng lượng cũng đem lại ưu điểm cho nanomotor là có thể hoạt động trong môi trường ion cao, như nước biển và máu. Những môi trường này thường can thiệp vào cơ chế đẩy của nanomotors chạy bằng hóa chất, thường dựa trên các chuyển động điện tích do điện trường gây ra.

Khi một số các nanomotors mới được đặt gần nhau, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng chúng thể hiện hành vi tương tự như các hành vi tập thể được thấy trong một số hệ sinh học, chẳng hạn như cá. Các nhà nghiên cứu đã quan sát ba trạng thái khác nhau của hành vi có thể chuyển đổi tập thể, tùy thuộc vào trường được áp dụng: kết hợp ổn định chỉ với siêu âm, chuyển động đám theo hướng khi chỉ có từ trường, và đám xoáy khi có cả hai trường.

Trong tương lai, phạm vi hoạt động rộng của các dẫn động từ tính và âm thanh có thể dẫn đến khả năng thậm chí còn hấp dẫn hơn: các xe nano (nanovehicles) thông minh tự động tái cấu trúc để đáp ứng với những thay đổi trong môi trường hay hoạt động của mình để thực hiện một nhiệm vụ xác định trước. Khả năng này sẽ cho thấy đặc biệt hữu ích cho các ứng dụng y sinh học, chẳng hạn như kỹ thuật hình ảnh, dẫn thuốc và chẩn đoán. Các ứng dụng khác có thể bao gồm  thao tác và lắp ráp cấp nano trong lĩnh vực máy nano nhân tạo rộng lớn hơn.

Nguồn: NASATI, ngày 10/7/2015.