Nano- och mikromotorer är ultrasmå enheter designade för att utföra utvalda mekaniska rörelser som svar på specifika stimuli. Dessa rörelser inkluderar rotation, rullande, skytteltrafik, leverans, sammandragning eller kollektivt beteende, beroende på motorns design och dess biologiskt eller kemiskt funktionaliserade komponenter.

Dessa enheter kännetecknas huvudsakligen av den typ av energitillförsel som de använder, eftersom deras funktionsmekanism är starkt relaterad till energikällan. Det kan vara bränsle (naturligt eller syntetiskt), eller en fysisk källa (t.ex. ljus, magnetiska fält, elektriska fält, eller akustiska ultraljudsvågor). Nano- och mikromotorer härmar ofta naturliga biologiska motorer.

Forskare från Nanobioelectronics and Biosensors Group vid Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2) har nyligen publicerat en omfattande recension i Kemiska recensioner med titeln "Nano/Micromotors in (Bio)chemical Science Applications". Författarna till detta verk, sammanfatta den senaste kunskapen om konstruktionen av sådana anordningar för biologiska och kemiska tillämpningar, är Dr Maria Guix, Dr. Carmen C. Mayorga-Martinez, och Prof. Arben Merkoçi, ICREA forskningsprofessor och gruppledare vid ICN2.

Under det senaste decenniet, forskare har visat ökat intresse för nano- och mikromotorer. Efter förarbeten som utgjorde ett proof of concept, forskning inom detta område utvecklas till specifika tillämpningar för områden som biomedicin (t.ex. diagnostik), miljöövervakning och sanering, livsmedelssäkerhet, och säkerhet.

Granskningen förklarar exempel på naturliga biologiska motorer, som de som finns i cytoskelettet, de DNA- eller RNA-bearbetande enzymerna eller de bakteriella roterande flagellmotorerna, som har inspirerat flera konstruerade nano- och mikromotorer. Efter det, författarna lyfter fram de senaste landvinningarna inom syntetiska motorer, inklusive katalytiska nanomotorer baserade på olika kemiska eller biokemiska bränslen, och diskutera respektive begränsningar för dessa enheter. Deras rörelse beror på en extern källa (ljus, magnetiska eller elektriska fält, eller ultraljudsvågor). Till sist, recensionen ger en översikt över hybridmotorer, som integrerar naturliga biologiska delar med syntetiska komponenter över en rad material och funktionaliteter.

Artikeln drar slutsatsen att nano- och mikromotorer erbjuder enastående potential för framtida biokemiska och biomedicinska tillämpningar. Olika energikällor har utforskats för att öka livslängden för dessa enheter och göra dem kompatibla med in vivo-applikationer. Det slutliga målet är fjärrstyrning av nano- och mikromotorer i människokroppen som helt kontrollerbara nanorobotar, men just nu tillhör den fortfarande science fiction-litteraturen. De kommande årens forskning kommer att vara avgörande för att avgöra om dessa drömda enheter kommer att bli verkliga.