Questa illustrazione mostra la struttura dei motori molecolari progettati dal team internazionale di scienziati. Attestazione:Saw-Wai Hla
(Phys.org)—Un team internazionale di scienziati ha compiuto il passo successivo nella creazione di macchine su scala nanometrica progettando un motore molecolare multicomponente che può essere spostato in senso orario e antiorario.
Sebbene i ricercatori possano ruotare o attivare e disattivare singole molecole, il nuovo studio è il primo a creare un motore molecolare autonomo che ha più parti, disse Saw-Wai Hla, un professore di fisica e astronomia dell'Università dell'Ohio che ha guidato lo studio con Christian Joachim di A*Star a Singapore e CEMES/CNRS in Francia e Gwenael Rapenne di CEMES/CNRS.
È un passaggio essenziale nella creazione di dispositivi su scala nanometrica, macchine quantistiche che operano su leggi fisiche diverse rispetto alle macchine classiche, che gli scienziati immaginano potrebbero essere utilizzate per qualsiasi cosa, dall'alimentazione dei computer quantistici alla rimozione dei coaguli di sangue nelle arterie.
Nello studio, pubblicato in Nanotecnologia della natura , gli scienziati hanno dimostrato di poter controllare il movimento del motore con l'energia generata dagli elettroni dalla punta di un microscopio a scansione a effetto tunnel. Il motore è lungo circa 2 nanometri e alto 1 nanometro ed è stato costruito su una superficie di cristallo d'oro.
A una temperatura di meno 315 gradi Fahrenheit, il motore potrebbe muoversi indipendentemente attraverso l'eccitazione termica. Quando gli scienziati hanno raffreddato il campione a meno 450 gradi, il motore ha smesso di girare. I ricercatori hanno applicato selettivamente l'energia degli elettroni a diverse parti del motore per spingerlo a muoversi in senso orario e antiorario.
Queste immagini, preso con un microscopio a scansione a effetto tunnel, mostra il motore molecolare mentre ruota a meno 315 gradi Fahrenheit (in alto), e rotazioni graduali mediante tunneling di elettroni a meno 450 gradi (a - h) (sequenza dell'immagine in basso). Attestazione:Saw-Wai Hla
"Se vogliamo costruire un vero dispositivo basato su questo motore, installeremmo elettrodi sulla superficie per creare una fonte di energia, " disse Hla. Per costruire il motore molecolare, il team scientifico ha progettato una base fissa di atomi che è collegata a una parte mobile superiore da un atomo di rutenio, che funge da "cuscinetto a sfera". La parte superiore del motore presenta cinque bracci fatti di atomi di ferro. I ricercatori hanno realizzato un braccio più corto degli altri per poter seguire il movimento della macchina. L'intero dispositivo viene tenuto in posizione verticale utilizzando lo zolfo come "colla atomica" per fissare il motore alla superficie dorata, Ha spiegato.
Gli scienziati ora intendono utilizzare questo modello per costruire macchine più complesse con componenti che potrebbero essere automatizzati, Ha detto Hla.
