Penyelidik membina motor elektrik terkecil di dunia

Nanorotor baru terdiri daripada hanya satu molekul

Motor molekul duduk dengan atom sulfur (kuning) pada permukaan tembaga, kedua-dua "senjata" hidrokarbon berputar, dipengaruhi oleh elektron dari hujung mikroskop (kelabu). © Heather L. Tierney, Colin J. Murphy, April D. Jewell, Ashleigh E. Baber, Erin V. Iski, Harout Y. Khodaverdian, Allister F. McGuire, Nikolai Klebanov dan E. Charles H. Sykes
membaca dengan kuat

Ahli kimia Amerika telah berjaya membina motor terkawal elektrik terkawal di dunia: satu molekul hanya satu nanometer. Komponen kecil itu 60, 000 kali lebih kecil daripada diameter rambut manusia dan 200 kali lebih kecil daripada nanomotors yang paling kecil. Sebagai saintis dalam laporan "Alam Nanoteknologi" jurnal, ini adalah kali pertama membina saiz ini dikuasakan oleh arus elektrik.

"Terdapat banyak kemajuan dalam pembinaan motor molekul yang didorong oleh tindak balas cahaya atau kimia, " kata pemimpin kajian E. Charles H. Sykes dari Tufts University di Medford, Massachusetts. "Kami sekarang menunjukkan bahawa menggunakan arus elektrik tunggal boleh membuat satu molekul melakukan sesuatu yang tidak rawak, arah."

Nanomotor terdiri daripada molekul asimetrik yang berputar secara berputar pada permukaan tembaga. Dengan elektron yang dibebaskan dari hujung mikroskop ternakan pengimbasan, para penyelidik dapat secara khusus mempengaruhi kelajuan putaran dan arah putaran molekul ini.

Tidak lama lagi kelas baru nano-komponen?

Mengikut prinsip enjin ini, kelas nanodevices yang benar-benar baru boleh diwujudkan pada masa akan datang, para penyelidik meramalkan. "Gerakan molekul gandingan dengan isyarat elektrik boleh digunakan untuk membina gear mini dalam litar nano, " kata Sykes. Nanozahnräder seperti itu boleh digunakan sebagai contoh pada telefon masa hadapan. Malah pam putar yang kecil, misalnya, dalam nanodevis perubatan boleh difikirkan, penyelidik percaya.

Walau bagaimanapun, nanomotor hanya boleh dikawal pada suhu yang sangat rendah kira-kira kurang daripada 260 darjah Celsius. Pada suhu yang lebih tinggi, dia masih terlalu cepat. Anda perlu mengendalikannya, katakan penyelidik. Seterusnya, anda mahu mendaftarkan motor molekul terlebih dahulu dalam Buku Rekod Guinness. paparan

Lengan berputar yang diperbuat daripada hidrokarbon

Dasar nanomotor baru dibentuk oleh molekul atom sulfur, karbon dan hidrogen, yang disebut butil-metil-sulfida. Dua panjang sebatian hidrokarbon yang berasal dari satu atom sulfur pusat. Apabila penyelidik meletakkan molekul sedemikian pada permukaan tembaga, atom sulfur pusat digabungkan dengan tembaga. rmchen kekal bebas dan berputar di sekitar tengah molekul.

Para saintis meletakkan persediaan ini dalam mikroskop terowong imbasan. Dalam mikroskop ini, hujung ultrafin mengimbas permukaan bahan dengan bantuan arus elektron. Elektron melangkau jarak kecil antara hujung dan bahan.

Di bawah vakum dan pada suhu berhampiran sifar mutlak, ahli kimia berjaya mempengaruhi molekul dengan bantuan arus tunneling yang dipanggil ini. Daripada berputar tidak teratur dalam semua arah, kini lebih putaran telah berlaku dalam satu arah sahaja, laporan penyelidik. Dalam kes molekul cermin, bukan arah, kelajuan putaran melalui arus tunneling boleh ditingkatkan. (Alam Nanoteknologi, 2011; DOI: 10.1038 / nnano.2011.142)

(Nature Nanotechnology / Tufts University / dapd, 05.09.2011 - NPO)