血流の中を泳いで薬を届けたり小さな手術を行ったりする微小機械は科学者の長年の夢だ。過去15年で、化学反応や磁気、振動を利用して推進するさまざまな微小エンジンが作製されたが、動きの不安定なものが多い。香港大学（中国）の化学者Jinyao Tangは、主な課題は微小機械を目的の場所に誘導することだと言う。Tangのチームは、光の助けを借りて円滑かつ正確に操縦できる微小遊泳装置によって、この面で大きく前進した。この成果は、Nature Nanotechnology 2016年12月号に報告。

シリコンの柄と二酸化チタンのブラシ

Tangらは、シリコンの柄と二酸化チタンの「ブラシヘッド」を持つ瓶洗いブラシのような形の微粒子を作った。これらの材料はどちらも光子を吸収し、光を当てると柄の部分がマイナスの水酸イオンを、ブラシ部がプラスの水素イオンを生じる。不均一な電荷分布をバランスするためにイオンが移動すると、それに流体が引っ張られ、この微小遊泳装置はダーツの矢のように柄を先にして光に向かって動く。

ユニークな制御法

実験では遊泳装置をスライドガラス上の液体中に置き、紫外線を使って誘導して「nano」という単語を書いた。長さ11µmのモーターは約1mmを泳ぐのに2分かかる。医療に応用するには遅いが、Tangは速度を上げるための新形状を設計中だという。

翻訳：鐘田和彦