Вчені прокотили по металу «повнопривідний наноавтомобіль»

Международному колективу європейських дослідників вдалося створити «наноавтомобіль», самостійно що переміщається по поверхні мідного шару.

В останнім часом нанотехнології стали улюбленою темою жартів. Фантасти часто пишуть про наномашини і нанооружіі, які стануть нашим майбутнім. Однак, часто буває, що найдивніші передбачення раптом стають реальністю. У теорії вже можливо, наприклад, переміщення супрамолекули нанорозмірів по заданій траєкторії за допомогою кантилевера СТМ - такого собі мікромеханічного зонда.

Сейчас вченим вдалося на практиці довести можливість створення фантастичних наноустройств. У якості «транспортного засобу» дослідники використовували мезо-(R, SR, S) ізомер складної макромолекули. Імпровізований «наноавтомобіль» переміщався по епітаксійних шару міді, коли на наконечник кантилевера, поміщеного прямо посередині «нанотранспорта», подавали електричний імпульс більш 500 мВ. Якщо розглядати кожен з чотирьох заступників у взятій макромолекуле як приводить колесо, то фактично експериментатори отримали «повнопривідний наноавтомобіль» і цей «наноавтомобіль», отримавши 10 імпульсів струму, «проїхав», таким чином, 6 нанометров.

Ісследователі стверджують, що механізм цього руху пояснюється двома процесами: ізомеризацією і «гвинтовий інверсією». Спочатку слід ізомеризація подвійного зв'язку, яка має на увазі електронне збудження, а потім відбувається гвинтова інверсія, що означає коливальний збудження. Кожне таке рух, як гребок, переміщує макромолекулу на 0,7 нанометрів.

Еще однією умовою для успішного переміщення «наноавтомобіля» по шару металу є правильна орієнтація молекули, тобто мезо-ізомер повинен бути правильно розташований на поверхні міді. Якщо ж задні і передні заступники або «наноколеса» почнуть рухатися в різних напрямках, молекула залишиться нерухомою. Важливий також і тип ізомеру, обраного в якості «транспортного засобу». Так, мезо - (R, SR, S) ізомер майже ідеально підходить для цієї мети, оскільки його заступники здатні рухатися злагоджено. У ізомерів типу (R, RR, R) або (S, SS, S) «колеса» будуть переміщатися в довільному напрямку, залишаючи молекулу неподвіжной.

• Грибы как компьютерные чипы: учёные создают «живую память» из шиитаке
• Учёные создали трёхслойное микрофлюидное устройство для сверхэффективного охлаждения электроники
• Обычный кристалл оказался идеальным материалом для технологий на сверхнизких температурах
• Учёные научились превращать снимки атомно-силового микроскопа в точные 3D-модели движений белков
• Учёные создали уникальный гидрогель для «неклонируемых» меток безопасности
• Роботы нового поколения: в Caltech создали систему, которая может ходить, ездить и летать
• Учёные создали 3D-печатные материалы, которые полностью гасят вибрации
• Квантовые кристаллы: как учёные из Оберна открыли путь к новой технологической революции