Создан солнечный мотор из одной молекулы

В роли «поршня» выступает структура, отмеченная жёлтым (иллюстрация PNAS).

Винсенто Бальзани (Vincenzo Balzani) из университета Болоньи (Università di Bologna) 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 (rotaxane), составляет 5 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, заставляя смещаться кольцо. Затем электрон перебрасывается с одного конца молекулы на другой, заставляя «поршень» вернуться к исходному положению. КПД двигателя составляет 12%.

Цикл движений занимает примерно 100 микросекунд. Все перемещения кольца и электрона, выбиваемого светом, учёные уподобляют впрыску топлива и сгоранию, выхлопу, всасыванию и сжатию в ДВС.

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.

Работа издана в «Слушаниях национальной академии наук США».

Читайте также о нанодвигателе на основе сил поверхностного натяжения.



Наностельки согревают ноги на экстремальном морозе

21 декабря 2005

Создана нанопирамида из молекул ДНК

20 декабря 2005

Ракетный велосипед заменяет мечту гибридным горением

20 декабря 2005

BMW готовит паровую революцию

14 декабря 2005

Наноброня держит вес четырёх тепловозов на квадратном сантиметре

12 декабря 2005