дата: 20.09.2017

Самый крошечный электромобиль в мире состоит всего из одной молекулы.

Когда люди слышат слово «нанотехнологии», то у большинства из них возникают мысли об армиях крошечных машин и роботов, выполняющих «ремонтные работы» прямо внутри человеческого организма. Но такое будущее еще ой как далеко, поскольку все, что создано в настоящее время в этом направлении требует весьма сильного воздействия и тщательно подготовленных условий для того, что бы выполнить необходимые действия. Публикация, размещенная в последнем выпуске журнала «Nature», описывает одно из последних внушительных достижений в области наномашин — создание четырехколесного «электромобиля», состоящего из одной единственной молекулы. Этот микроскопический транспорт может двигаться по любой токопроводящей поверхности, приводимый в движение энергией электронов.

Конструкция этого наноавтомобиля представляет собой единственную сложную молекулу. Основой этой молекулы является прочная ось, состоящая из атомов углерода. На концах этой оси находятся связанные с ней поперечные оси, заканчивающиеся плоскими «колесами». Молекула представляет собой весьма сложное химическое соединение, состоящее преимущественно из атомов углерода с включениями атомов азота и серы.

Ключом работы всей системы являются химические связи между осями и колесами, которые представляют собой двойные связи между двумя атомами углерода. Воздействие энергии электронов может заставить эту связь совершать вращательные движения, вращая все «колесо» в целом. После того, как «колесо» совершило полный оборот, энергия следующих электронов заставляет его повторить оборот снова.

Повторяя все время этот цикл, «колесо» может вращаться в одном направлении относительно остальной части молекулы. Стоит заметить, что аналогия вращающейся части молекулы с колесом весьма груба и не точна. Форма вращающейся части ближе всего к плоской дискообразной форме. Если Вы сядете на такой «автомобиль», то езда очень будет напоминать езду по большим ухабам. Однако, единственную вещь, которую сможет перевозить такой «автомобиль» из одной молекулы — это другая молекула, так что жаловаться на езду будет попросту некому.

Естественно, что внутри у этого «автомобиля» нет никакого источника энергии, поэтому для его движения энергия должна подводиться извне. Да и движение может происходить только при весьма низкой, около 7 градусов Кельвина, температуре. Во время экспериментов ученые подавали энергию в виде импульсов электронов с наконечника сканирующего атомно-силового микроскопа. Десять импульсов электронов заставили этот «электромобиль» продвинуться на расстояние в 6 нанометров. Конечно, движение происходило не по прямой линии, потому, что в некоторые моменты времени часть «колес» просто не вращалась, а в другие моменты — «буксовала».

Но, у этого открытия присутствует множество «подводных камней» которые вряд ли позволят использовать его на практике. Во-первых, синтез молекул-автомобилей весьма сложен. Во-вторых, очень редкие экземпляры молекул могут полноценно вращать своими «колесами». В проведенных экспериментах большинство подавляющее молекул просто подрагивали под воздействием электронных импульсов, не сдвинувшись при этом с места.

Наука находится еще невероятно далеко от создания машин, размером с молекулу, способных выполнять полезные действия. Но результаты данных исследований демонстрируют, что данное направление имеет большой потенциал, и когда0нибудь такие наномашины будут приносить человеку немалую пользу.

Источник: dailytechinfo.org

This article was written by admin

Добавить комментарий