Тест-драйв одномолекулярного «электокара»
Ученые продемонстрировали самый маленький электрокар в мире, сделанный из единственной тщательно спроектированной молекулы. Молекула имеет четыре ветви, которые действуют как колеса, вращаясь когда миниатюрный металлический наконечник передает им небольшой ток.
За 10 электрических разрядов кар переместился на одну шести-миллиардную долю метра. Подход, опубликованный в Nature, объединяет последние усилия в области одномолекулярных устройств, и похоже преодолевает силы, которые часто преобладают в таком миниатюрном масштабе. «Батарея» электрокара подключается через кончик так называемого сканирующего туннельного микроскопа – чрезвычайно тонкий металлический указатель, заканчивающийся на конце одним–двумя атомами. Когда кончик проходит рядом с молекулой, электроны перескакивают на нее.
В качестве двигателя выступают четыре «молекулярных ротора», которые действуют как колеса машины, они подвергаются изменению формы при абсорбции электронов.
Данная демонстрация – это «Тур де Франс» в том, что называется «восходящей» нанотехнологией. В последние годы был продемонстрирован широкий спектр машин, включая части, полученные в результате обработки кусков металла или полупроводников – маленькие версии традиционного, «нисходящего» производства. Строительство же из одной, спроектированной молекулы, это другой вопрос, сказал Тибор Кудернак, ныне химик университета Twente, Нидерланды, ведущий автор статьи. «Если вы оглядитесь, во всех биологических системах есть огромное количество молекулярных машин или роторов, основанных на молекулах белка, которые выполняют важные вещи очень хорошо, сокращение мышц основано на движении белковых двигателей», сказал он в интервью BBC News.
«Это простая демонстрация того, что мы тоже можем достигнуть чего-то подобного. Это важное наблюдение и я думаю это заставит людей думать об этом возможно чуть больше с точки зрения практического применения».
Др. Кудернак допускает, что применение молекулярных машин подобных электрокару возможно в далеком будущем. Первой задачей, сказал он, станет заставить это работать в нормальных условиях. Данная работа была выполнена в экстремальном холоде -266°С и в высоком вакууме.
И хотя каждое потенциальное применение потребует заново проектировать молекулярную машину, Др. Кудернак верит в успех.
«Есть возможности поиграть с этим,» сказал он . «Это то, что делают химики – мы стараемся проектировать молекулы для практических целей, и я не вижу никаких фундаментальных ограничений.»
By Jason Palmer Science and technology reporter, BBC News
http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-15637867
|
