Наномашина – еще не наноробот, но уже многое может
Человек всегда учился у природы, однако, длительное время, создание устройств и аппаратов, прототипы которых встречаются вокруг нас, ограничивалось макроскопическими объектами. Впрочем, успехи микроэлектроники и необходимость ее перехода на качественно новый уровень подтолкнули исследователей к разработке молекулярных устройств – самособирающихся полупроводниковых элементов, управляемых светом механических "пинцетов" и т. п.
Из этой же серии и последняя разработка ученых из Университета Райс (Rice University), который создали "молекулярную машину" (nanocar), содержащую в своей конструкции шасси, оси и колеса (см. фото). Подробное описание свойств "наномашин" приводится в журнале Nano Letters, мы же вкратце подытожим суть изобретения.
Роль колес "наномашины" выполняют фуллерены (С60), способные вращаться вокруг оси "крепления". Линейные размеры молекулярной машины составляют 3-4 нм (чуть больше, чем диаметр ДНК).
Поначалу исследователи полагали, что подобные устройства перемещаются, скользя по поверхности. Однако, исследуя поведение "наномашин" на поверхности золотой пластинки с помощью сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) при температуре около 200 градусов Цельсия, ученые сумели "разглядеть" перемещение молекул вдоль направления, перпендикулярного осям. Кроме того, исследователи также перемещали "наномашины" с помощью зонда (иголки) СТМ и показали, что сопротивление вдоль и поперек осей вращения "колес" является разным.
Что касается синтеза молекулярных машин, то на разработку этой технологии ушло почти восемь лет. Самым трудным оказалось найти способ присоединения фуллеренов к осям без разрушения химической структуры молекулы, так как для создания шасси в качестве катализатора использовался палладий, а фуллерены подавляли реакции с участием палладия.
Наконец, сакраментальный вопрос – для чего это нужно? Команда ученых из Университета Райс сообщают, что им удалось создать "наномашину", управляемую светом (надо полагать, здесь используется достаточно известный эффект преобразования поглощенной энергии кванта света в энергию механического движения, используемый в упоминавшихся выше "световых пинцетах"), и даже "наногрузовик" - молекулу, которая способна перемещать другую молекулу.
Из этой же серии и последняя разработка ученых из Университета Райс (Rice University), который создали "молекулярную машину" (nanocar), содержащую в своей конструкции шасси, оси и колеса (см. фото). Подробное описание свойств "наномашин" приводится в журнале Nano Letters, мы же вкратце подытожим суть изобретения.
Роль колес "наномашины" выполняют фуллерены (С60), способные вращаться вокруг оси "крепления". Линейные размеры молекулярной машины составляют 3-4 нм (чуть больше, чем диаметр ДНК).
Поначалу исследователи полагали, что подобные устройства перемещаются, скользя по поверхности. Однако, исследуя поведение "наномашин" на поверхности золотой пластинки с помощью сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) при температуре около 200 градусов Цельсия, ученые сумели "разглядеть" перемещение молекул вдоль направления, перпендикулярного осям. Кроме того, исследователи также перемещали "наномашины" с помощью зонда (иголки) СТМ и показали, что сопротивление вдоль и поперек осей вращения "колес" является разным.
Что касается синтеза молекулярных машин, то на разработку этой технологии ушло почти восемь лет. Самым трудным оказалось найти способ присоединения фуллеренов к осям без разрушения химической структуры молекулы, так как для создания шасси в качестве катализатора использовался палладий, а фуллерены подавляли реакции с участием палладия.
Наконец, сакраментальный вопрос – для чего это нужно? Команда ученых из Университета Райс сообщают, что им удалось создать "наномашину", управляемую светом (надо полагать, здесь используется достаточно известный эффект преобразования поглощенной энергии кванта света в энергию механического движения, используемый в упоминавшихся выше "световых пинцетах"), и даже "наногрузовик" - молекулу, которая способна перемещать другую молекулу.
Ещё новости по теме:
18:20