Vedci vytvorili motor, aký svet ešte nevidel. 2000-ročný vynález zvýšil elektrický prúd až 100-násobne
Medzinárodný tím vedcov prezentoval prelomový technologický úspech v oblasti nanotechnológií a molekulárnej elektroniky. Vytvorili miniatúrny motor na molekulárnej úrovni, pričom ako inšpirácia poslúžil staroveký vynález spred vyše 2 000 rokov, upozorňuje Interesting Engineering.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneArchimedova skrutka, známa svojím závitovým mechanizmom na zdvíhanie vody, našla svoje uplatnenie v submikroskopickom svete, kde dokáže premieňať elektrický prúd na mechanickú rotáciu.
Miniatúrny motor
Základným kameňom celého zariadenia je špeciálne syntetizovaná helicénová molekula s dithioacetylom, ktorej tvorbu zastrešil tím Michaela Pittelkowa z Univerzity v Kodani. Táto štruktúra meria len niekoľko nanometrov a vďaka atómom síry sa dokáže pevne prichytiť na zlaté povrchy.
Výskumníci z Weizmannovho inštitútu v Izraeli pod vedením Orena Tala a Anila Kumara Singha úspešne prepojili jednotlivé molekuly medzi dvojicou extrémne jemných zlatých elektród, čím vytvorili funkčný kanál pre prechod elektrického prúdu.
Technologická inovácia spočíva v obojsmernom prepojení medzi mechanickým pohybom a elektrinou. Keď vedci priviedli k zariadeniu napätie, prúdiace elektróny odovzdali helicénovej molekule rotáciu bez potreby akýchkoľvek vonkajších mechanických nástrojov.
Samotná chiralita, teda priestorová orientácia molekuly, určuje smer otáčania. Zmenou polarity napätia dokázali vedci presne a predvídateľne kontrolovať smer rotácie so stopercentnou smerovou preferenciou.
Prúd narástol stonásobne
Počas experimentov vedci narazili na nečakaný a fascinujúci elektrický jav. Akonáhle sa molekula uviedla do pohybu, elektrický prúd pretekajúci cez ňu sa prudko zvýšil až stonásobne. Hlbšie pochopenie tohto mechanizmu prinesli kvantovo-mechanické simulácie realizované na superpočítači LiCCA.
Výpočty ukázali, že molekula vedie elektrinu výrazne odlišne v závislosti od svojho aktuálneho rotačného uhla. Otáčaním sa dostáva do konfiguračných polôh, ktoré v pokoji nevyužíva a ktoré umožňujú podstatne ľahší prietok elektrónov.
Tím nemeckých a medzinárodných odborníkov pod vedením profesora Fabiana Paulyho z Univerzity v Augsburgu poukazuje na to, že tento princíp otvára úplne nové možnosti pre miniaturizované stroje.

Teoretické modely navyše predpovedajú, že pri prekročení určitého prahového napätia môže motor prejsť z krokového pohybu do plynulej nepretržitej rotácie. Ovládaním vzdialenosti medzi zlatými hrotmi navyše vedci dokázali konštrukciu mechanicky napínať alebo stláčať, čo priamo ovplyvňovalo napätie potrebné na zvýšenie prúdu.
Napriek obrovskému potenciálu pre budúci vývoj molekulárnych elektronických komponentov, spintronických systémov či nanonástrojov na manipuláciu s tekutinami ostáva zariadenie v štádiu laboratórneho prototypu.
Samotná technológia je závislá od presného umiestnenia jedinej molekuly medzi zlatými elektródami a reálna praktická využiteľnosť si vyžaduje ďalší výskum. Vedci tak zatiaľ položili základný teoretický a experimentálny kameň pre nové smerovanie v oblasti prepojenia mechaniky a elektrického transportu na atomárnej úrovni.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

Nemecko spojilo sily s americkým gigantom. Chcú posunúť jadrovú fúziu

Nepočuli motor ani žiadny zvuk. Čierny trojuholník s rýchlosťou 2 900 km/h zaskočil celý svet

Európe hrozí návrat mrazov, ktoré si nevieme predstaviť. Vedci odhalili znepokojivé varovanie

S Mesiacom sa deje niečo čudné. Vedci odhalili jav, ktorá môže ohroziť ľudí

Sovietsky rýchlovlak predbehol dobu o 30 rokov. Bol lacnejší než diaľnice a lepší než lietadlo
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Zamestnávateľ ti preplatí lekára aj 275 eur na dovolenku. Pracovné nároky, ktoré väčšina Slovákov nevyužíva

Tri vidličky a nenápadné signály pre obsluhu: Tento kvíz preverí tvoju etiketu pri stole (KVÍZ)

Rezerva 100 000 eur na dôchodok: Model ukazuje, ako neskorší začiatok zvýši mesačné vklady

Prichádzajú prvé mrazy až -5 °C, sneh sa vracia do hôr. Slovensko čaká prudká zmena (PREDPOVEĎ)

Mazurek reaguje na prehru v Prešovskom kraji: Vyše 100-tisíc hlasov označil za záväzok
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Vodič išiel 81 km/h a prišiel o vodičák. Narazil na nekompromisné pravidlo
- Slovenská komédia roka dorazila online. Videlo ju 186-tisíc ľudí, ponúka ju len jedna služba
- Volkswagen predstavil elektromobil s dojazdom až 755 km. Jeho cena však prekvapí ešte viac
- 10 000 objednávok za 19 hodín. Elektromobil od Volkswagenu za 10-tisíc eur je absolútny hit
- Západ nič také nemá: „Spojenec“ Ruska nasadí laser na stíhačky, vrtuľníky aj drony. Oslepuje rakety
-
- Západ nič také nemá: „Spojenec“ Ruska nasadí laser na stíhačky, vrtuľníky aj drony. Oslepuje rakety
- Africký štát blízko Európy sa pripravuje na vojnu. Do zbraní nalejú miliardy, analytici sa chytajú za hlavy
- Rusko oživuje jadrové monštrum zo studenej vojny. Legendárny bombardér prešiel veľkou zmenou
- Francúzi ukázali novú ničivú zbraň. Jadrový kolos s 5 200 tonami dokáže útočiť aj na pevninu
- Dron z výroby pri Prešove vydrží vo vzduchu 24 hodín. Nová hrozba ho prinútila meniť kurz
-
- Západ nič také nemá: „Spojenec“ Ruska nasadí laser na stíhačky, vrtuľníky aj drony. Oslepuje rakety
- Africký štát blízko Európy sa pripravuje na vojnu. Do zbraní nalejú miliardy, analytici sa chytajú za hlavy
- Rusko oživuje jadrové monštrum zo studenej vojny. Legendárny bombardér prešiel veľkou zmenou
- Američania dali zbraň ako zo sci-fi do e-shopu. Mikrovlnami dokáže vyradiť celé roje dronov
- Armáda chce nasadiť geneticky upravené superpsy. Zvládnuť majú aj najťažšie misie
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Zamestnávateľ ti preplatí lekára aj 275 eur na dovolenku. Pracovné nároky, ktoré väčšina Slovákov nevyužíva

Tri vidličky a nenápadné signály pre obsluhu: Tento kvíz preverí tvoju etiketu pri stole (KVÍZ)

Rezerva 100 000 eur na dôchodok: Model ukazuje, ako neskorší začiatok zvýši mesačné vklady

Prichádzajú prvé mrazy až -5 °C, sneh sa vracia do hôr. Slovensko čaká prudká zmena (PREDPOVEĎ)

