Най-малките зъбни колела в света измерват само нанометри за задвижване на молекулярни машини

Сподели

В много области на технологиите по-малкото е по-добро, а машините вече стават толкова малки, че се измерват само в атоми. Изследователи от университета Ерланген-Нюрнберг (FAU) в Германия сега са разработили това, което твърдят, че са най-малките работещи зъбни колела в света.

Молекулните машини и нанороботи могат да бъдат изключително полезни през следващите десетилетия, като помагат за конструирането на електронни компоненти, транспортирането на лекарства през тялото или манипулирането на отделни клетки или молекули.

За тази цел учените са разработили наномащабни версии на много машинни части, като двигатели, бутала, помпи, гаечни ключове и витла.

Сега екипът на FAU добави още една важна част от машината към списъка – зъбни колела. Устройството е съставено от два взаимосвързани компонента, включително триптиценова молекула със структура като витло и перпендикулярно на нея е разположена плоска част от молекула тиоиндиго, която действа като плоча.

Отляво: изображение, представящо как функционира всеки компонент на молекулярната фотоапаратура. Вдясно: молекулен модел на двата компонента на зъбните колела, витлото (сиво) и пластината (злато)

FAU

Заедно те работят като чифт зъбни колела, предавайки и намалявайки движението. Двойката има съотношение на предаване 2:3, така че когато плочата се завърти на 180 градуса, витлото се е завъртяло само на 120 градуса. Цялото устройство съдържа само 71 атома и е с дължина 1,6 нанометра, което го прави най-малките работни зъбни колела в света според екипа.

Системата може да се включва и изключва лесно с помощта на светлина, което й носи името на молекулярна „фотоуреди“. Това е първият път, когато молекулярните съоръжения позволяват този вид пряк контрол, а не просто пасивно движение.

Изследователите казват, че това ново молекулярно фото оборудване позволява по-гъвкави молекулярни машини и трябва да проправи пътя за нови наномащабни системи, които могат да предават движение на по-дълги разстояния, в различни посоки и с различни скорости, подобно на техните макромащабни аналози.

Изследването е публикувано в списанието Химия на природата.

Източник: FAU



Публикациите се превеждат автоматично с google translate


Сподели