Электрический “наномотор” из одной молекулы
Американские физики собрали электрический мотор из одной молекулы длиной в 1 нанометр - это устройство в 200 раз меньше, чем предыдущий рекордсмен в этой области, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Nanotechnology. Группа ученых под руководством Чарльза Сайкса (Charles Sykes) из университета Тафтс в городе Медфорд (США) планирует подать заявку в книгу рекордов Гиннеса и полагает, что их изобретение может быть использовано в микроэлектронике и в особо тонких медицинских инструментах.
"За последние годы мы достигли существенного прогресса в создании молекулярных моторов, "топливом" для которых выступает энергия химических реакций или свет. Наше изобретение - это первый электрический наномотор. Мы смогли доказать, что можно направить электрический ток на одну молекулу, и заставить ее двигаться в заданном, а не случайном направлении", - заявил Сайкс.
Сайкс и его коллеги собрали молекулу "двигателя" из атома серы, метана и бутана - органических молекул, входящих в состав природного газа - и прикрепили ее к поверхности медной фольги. Свободные электроны в атоме серы соединяются с электронами атомов меди, в результате чего "хвосты" из бутила и метила - органических радикалов - могут вращаться вокруг "серной" оси.
Химически связанные атомы углерода и водорода "вибрируют" при появлении свободных электронов вблизи них, из-за чего более длинный бутиловый хвост будет вращаться вокруг атома серы. Это движение будет абсолютно случайным при комнатных условиях из-за теплового движения молекул, поэтому ученым пришлось остудить медную пластинку до 4 градусов Кельвина - минус 292 градуса Цельсия, чтобы тепло окружающей среды не мешало движению устройства. Физики использовали сверхточный электронный микроскоп для "питания" двигателя и для наблюдения за его работой.
По оценкам ученых, появление электронов рядом с двигателем вынуждало его вращаться преимущественно в одну сторону. Однако пока двигатель в этом смысле далек от идеала - устройство крутилось в "нужную" сторону только на 5% чаще, чем в обратную сторону. При повышении температуры эффективность мотора будет еще ниже.
"Когда мы справимся с проблемой температуры, эти моторы можно будет использовать в практических целях, к примеру - в медицинских приборах, в которых жидкость перемещается по тоненьким трубкам. Трение жидкости об стенки трубок сильно мешает ее течению, и подобные моторы помогли бы ей быстрее течь", - заключает Сайкс.
по информации: rian.ru