Вода – лучшая смазка для наномашин

Новые исследования ученых, проведенные в отношении наномеханизмов, показали, что добавление смазки позволяет им двигаться гораздо быстрее, чем это происходит в обычной среде. Эксперимент по определению скорости работы двух молекулярных машин был проведен в Голландии, где были испытаны молекулярное колесо и молекулярный мотор, управляемые светом и состоящие из нескольких десятков атомов.

Методика определения скорости работы основывалась на принципе ядерного спинового резонанса, в качестве дополнительных средств были применены сверхбыстрые лазеры. Растворенные в ацетонитриле наномашины, стали двигаться в два раза быстрее после добавления всего 3% воды от общего объема растворителя. Примечательно, что другие жидкости не смогли достичь такого же показателя, как вода, а бутанол даже замедлил движение, хотя его свойства находятся гораздо ближе к смазочным материалам, чем у воды.

Отметим, что исследователи пока не пришли к единому мнению относительно причин такого воздействия воды. Высказываются предположения, что вода помогает разрушать водородные связи в наномашине, что вызывает начало движения. Разрушить эти связи не просто, и, по всей видимости, именно реакция с молекулами воды позволяет дольше удерживать их разрушенными, а значит, уменьшать внутреннее трение в молекулярной машине и повышать скорость ее движения. Благодаря маленьким размерам и высокой скорости движения молекул воды, они лучше многих других веществ образуют водородные связи, а значит, являются лучшим смазочным материалом для наномашин.

Примечательно, что данное открытие можно отнести к разряду случайностей, так как ученые задумались над ролью воды в данном процессе только после того, как заметили остатки воды в растворителе. Она попадала в раствор из воздуха при частых манипуляциях с пробирками. Естественно, что в разных пробирках оказалось разное количество воды, что напрямую влияло на скорость наномашин. В будущем, по словам ученых, открытие сыграет важную роль в процессе проектирования и создания наномашин нового поколения, которые будут обладать гораздо более продвинутыми возможностями, по сравнению с нынешними образцами.