НаномашиныСоздан солнечный мотор из одной молекулы
By: Свидиненко Юрий (Svidinenko) 2006.01.31
Модель нанодвигателя
Создан солнечный мотор из одной молекулы
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 (о актюаторах на основе ротаксанов мы уже писали), составляет 6 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 до точки А, заставляя смещаться кольцо ротаксана. Затем электрон перебрасывается с одного конца молекулы на другой, заставляя "поршень" вернуться к исходному положению. КПД двигателя составляет 12%.
Рис. 1. Модель нанодвигателя и схема цикла его работы
Цикл движений занимает примерно 100 микросекунд. Все перемещения кольца и электрона, выбиваемого светом, учёные уподобляют впрыску топлива и сгоранию, выхлопу, всасыванию и сжатию в двигателе внутреннего сгорания.
Мотор изменяет свою конфигурацию под воздействием световой энергии от состояния А к состоянию Б, как это можно видеть на рисунке.
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.
