Винсенто Бальзани из университета Болоньи и его коллеги из Испании и США построили самый маленький и самый быстрый наномотор, состоящий из одной молекулы.
Поперечник двигателя, состоящего из единственной, хотя и сложной молекулы, называемой ротаксан (rotaxane), составляет 5 нанометров. В её составе есть кольцевая структура, способная смещаться вперёд и назад на расстояние 1,3 нанометра. При этом данное кольцо можно уподобить поршню классического ДВС, так как наномотор работает в четыре цикла.
Только в качестве топлива в этой молекуле выступает электрон, который, будучи инициируемым солнечным светом, пробегает по цепочке атомов, заставляя смещаться кольцо. Затем электрон перебрасывается с одного конца молекулы на другой, заставляя "поршень" вернуться к исходному положению. КПД двигателя составляет 12%.
Цикл движений занимает примерно 100 микросекунд. Все перемещения кольца и электрона, выбиваемого светом, учёные уподобляют впрыску топлива и сгоранию, выхлопу, всасыванию и сжатию в ДВС.
Авторы работы отмечают, что их двигатель-молекула работает достаточно долго, пока есть свет. По крайней мере, опыты показали устойчивость ротаксана после тысячи циклов работы. Кроме того, этот двигатель совершенно автономен, может быть разогнан до частоты 1 килогерца и не требует особых условий (функционирует в жидких растворах при комнатной температуре).
Новый наномотор может использоваться для создания наномашин и "химических компьютеров", транспортировки лекарств внутри клеток и в других сходных областях применения.
новости по теме
Создан переключатель из одной молекулы. Немецкие физики создали выключатель из одной молекулы. Статья исследователей появилась в журнале Nature Nanotechnology.
Топливо можно производить при помощи человеческой крови. Полученные из крови белки можно превратить в синтезатор водородного топлива. Видоизменив обычные белки, присутствующие в крови человека, исследователи заставили их улавливать солнечный свет и "раскалывать" воду на водород и кислород.
Создан солнечный элемент с рекордным КПД. Американские исследователи из NREL разработали новый солнечный фотоэлемент, который по своему КПД может стать мировым рекордсменом.
Создан самый маленький наномотор. Ученые из Университета Тафтса построили самый маленький из созданных на настоящий момент наномоторов. Статья ученых появилась в журнале Nature Nanotechnology, а ее краткое изложение приводится в пресс-релизе на сайте университета.
Разработан нанометровый двигатель. Ученые разработали небольшой нанометровый двигатель, который способен работать на основе энергии солнца.
Винсенто Бальзани из университета Болоньи и его коллеги из Испании и США построили самый маленький и самый быстрый наномотор, состоящий из одной молекулы.
