Создан самый маленький электрический мотор в мире всего из одной молекулы

Химики из университета имени Туфта разработали первый в мире электрический мотор, состоящий из одной молекулы. Это открытие может получить применение в самых разных областях деятельности человека, начиная с медицины и заканчивая машиностроением.

В исследовании, которое было опубликовано 4 сентября в Nature Nanotechnology, команда рассказала об электрическом моторе размером всего 1 нанометр. Поразительное достижение, если учесть, что предыдущим рекордсменом в этой области был мотор размером в 200 нанометров. Для сравнения, толщина человеческого волоса - примерно 60 000 нанометров.

Как сообщил Чарльз Сайкс, адъюнкт профессор химии в этом университете и старший автор статьи, команда планирует подать заявку на регистрацию самого маленького электрического мотора в книгу рекордов Гинесса.

"В области создания молекулярных моторов, которые двигаются с помощью света или химических реакций, наблюдается существенный прогресс, но мы стали первыми, кто продемонстрировали электрический мотор, а не просто сделал теоретическое предложение", - сказал Сайкс. "Мы показали, что с помощью электричества, можно заставить молекулу выполнять определенные действия, которые не являются произвольными".

Для контроля над молекулярным мотором с помощью электричества, ученые использовали передовой низкотемпературный растровый туннельный микроскоп, которых насчитывается всего около 100 в США. Этот микроскоп использует электроны, а не свет, для того, чтобы "видеть" молекулы.

Помимо прочего, команда обнаружила, что изменяя температуру молекулы, можно напрямую контролировать ее вращение. Температуре около 5 Кельвинов или около минус 450 по Фаренгейту, оказалась идеальной для отслеживания движения мотора. При этой температуре, ученые отследили вращение мотора и проанализировали полученные данные.

При более высоких температурах, мотор вращается намного быстрее, что усложняет проведение измерений и контроль над вращением.

"Когда мы научимся лучше контролировать его в более широком диапазоне температур, можно будет говорить о внедрении этого мотора в таких областях как датчики и медицинские приборы с крошечными трубками. Трение жидкости об стенки трубок при таких маленьких масштабах увеличивается, что позволяет использовать эти моторы для проталкивания жидкости", - сказал Сайкс. "Молекулярное движение вкупе с электрическими сигналами позволят создать миниатюрный передаточный механизм в наномасштабных электрических схемах; эти передаточные механизмы могут быть задействованы в миниатюрных линиях задержки, которые используются, к примеру, в мобильных телефонах".

Оригинал (на англ. языке): Physorg

• Частое использование ChatGPT связано с одиночеством и эмоциональной зависимостью
• Стартап по натрий-железным батареям готов бросить вызов литий-ионным батареям для долгосрочного хранения энергии
• ABB разрабатывает высокоманевренный и высокоэффективный морской винт
• Изменения симметрии в крошечных кристаллах под воздействием света позволяют исследователям создавать материалы с заданными свойствами
• Солнечная пленка, которую можно наклеить где угодно для генерации энергии
• Двойно магичное ядро свинца-208 удивляет неожиданными свойствами формы
• Как мозг строит сложные карты для навигации и запоминания мира
• Пластиковый лед