Мотор-молекула совершит революцию в технике

При слове «мотор» каждый из нас представит предмет мощный, тяжелый, объемный, и, конечно, гудящий. Стоит только посмотреть под капот автомобиля или самолет в разрезе. Самый маленький моторчик, который мы найдем рядом с собой, - мотор вентилятора. Небольшой, но все равно тяжеловатый. И только представьте, что все они в ближайшем будущем станут вчерашним днем. Моторы станут размером с молекулу. Поэтому даже представить себе трудно, как преобразится вся наша техника - и земная, и космическая. Об экспериментальной демонстрации электромотора, состоящего из одной молекулы, сообщили американские химики из университета Тафтса. Они считают, что новый движок имеет потенциал для создания абсолютно нового класса устройств, востребованного во многих отраслях, сообщает membrana.ru. У нового электрического двигателя поперечник - всего в 1 нанометр. - Нам удалось экспериментально показать, что можно обеспечить электроэнергией одну молекулу и заставить ее действовать не случайным образом, – объяснил руководитель группы исследователей Чарльз Сайкс. Как создавали новинку? Ученые разместили на поверхности меди (смотрите на схеме - оранжевый цвет) молекулу бутил-метил сульфида. В ее центре находился атом серы (желтый цвет), из которого торчали две ветви на основе атомов углерода (серые шарики и черные линии между ними). С одной стороны находились четыре атома, с другой — один. К молекуле поднесли металлический наконечник атомного микроскопа (серый конус вверху) и между ним и подложкой приложили напряжение. Электрический ток заставил молекулу сульфида вращаться (зеленые стрелки). Исследователи признают, их моторчик еще очень далек от практического применения, но убеждены, что однажды он будет использоваться наноэлектромеханических системах (NEMS) самого различного назначения – от медицины до машиностроения. Напомним, что в 2005 году ученые из университета Калифорнии в Беркли построили предшественник этого наномотора - первый самый маленький в мире двигатель, поперечник которого составляет всего 200 нанометров — в тысячи раз меньше толщины человеческого волоса. Он тогда даже вошел в Книгу рекордов Гиннесса. Полное название устройства - «Наноэлектромеханический осциллятор релаксации, приводимый силами поверхностного натяжения». Он состоит из двух мельчайших жидких капель металла индия, лежащих рядом друг с другом на подложке, составленной из углеродных нанотрубок. Одна из капель меньше другой. Когда через подложку пропускают слабый постоянный ток (десятки микроампер при напряжении 1,3-1,5 вольта), он провоцирует убегание атомов из большой капли в меньшую. Так как диаметр меньшей капли при этом растет быстрее, чем уменьшается диаметр большой капли, наступает момент, когда меньшая капля соприкасается с большей, хотя по-прежнему уступает ей в размере. В это мгновение силы поверхностного натяжения заставляют убежавшие атомы быстро вернуться к большей капле через точку контакта, и так восстанавливается первоначальное положение. Цикл начинается заново. Меняя напряжение, можно регулировать частоту колебаний в системе. Этот двигатель при соответствующих изменениях можно было бы применять в нанороботах для движения и привода исполнительных механизмов, в микроэлектромеханических схемах, микроскопических датчиках и так далее. Но новый мотор в 200 раз меньше нынешнего рекордсмена и выполнен по отличной от других наномоторов схеме.