Toto je najmenší motor na svete. Odhalil záhadné javy a jeho veľkosť sa počíta na atómy
Výskumníci z Empa a EPFL vo Švajčiarsku vyvinuli molekulárny motor, ktorý sa skladá iba zo 16 atómov a otáča sa jedným smerom. Tento počin by mohol umožniť získavanie energie na atómovej úrovni, píše portál Phys.org.
Veľkosť v atómoch, princíp však ostáva rovnaký
Tím inžinierov zo švajčiarskych inštitúcií Empa a EPFL vyvinul špeciálny molekulárny motor, ktorý pozostáva iba zo 16 atómov. Motor meria menej ako jeden nanometer a je tak približne 100 000-krát menší ako priemer ľudského vlasu.
Zaujímavé je tiež to, že motor sa pohybuje presne na hranici medzi klasickým pohybom a kvantovým tunelovaním, čím odhalil vedcom niektoré záhadné javy v kvantovej ríši.
Motor funguje v zásade podobne ako jeho „veľký bratia“ v našom svete, keďže premieňa energiu na riadený pohyb. Takéto molekulárne motory existujú aj v prírode, napríklad vo forme myozínov, čo sú motorické proteíny, ktoré hrajú dôležitú úlohu v živých organizmoch pri sťahovaní svalov a pri prenose molekúl medzi bunkami.
Rovnako ako motor vo veľkom merítku, 16-atómový prístroj pozostáva zo statora a rotora, t.j. z pevnej a pohyblivej časti. Rotor rotuje na povrchu statora, pričom môže zaujať šesť rôznych pozícií. Aby motor skutočne vykonával nejakú prácu, je nevyhnutné, aby stator umožnil rotoru pohybovať sa iba jedným smerom.
Zariadenie môže byť poháňané tepelnou aj elektrickou energiou. Pri tepelnom napájaní sa smerový rotačný pohyb motora mení na rotácie v náhodných smeroch, pričom pri izbovej teplote sa rotor náhodne otáča dozadu a dopredu niekoľko miliónovkrát za sekundu.
Elektrická energia generovaná elektrónovým skenovací mikroskoropom, z ktorého konca prúdi do motora malý prúd môže naopak rotácie usmerniť. Energia z jedného elektrónu pritom postačí na to, aby sa rotor otočil o jednu šestinu otáčky.
Čím vyššie je množstvo dodanej energie, tým vyššia je frekvencia pohybu, ale súčasne je pravdepodobnejšie, že sa rotor bude pohybovať v náhodnom smerom, píše Science Daily.
Pomôže pri chápaní procesov kvantovej fyziky
Podľa zákonov klasickej fyziky je na uvedenie rotora do pohybu proti odporu potrebné konkrétne množstvo energie. Ak dodávaný objem tepelnej alebo elektrickej energie nie je dostatočný, rotor by sa mal zastaviť.
Vedci však pri výskume pozorovali nezávisle konštantnú frekvenciu rotácie v jednom smere aj pod týmto limitom, a to pri teplotách pod 17 Kelvinov (-256°C) alebo pri napätí menšom než 30 milivoltov.
Tu sa preto dostávame ku kvantovej fyzike. Podľa jej pravidiel môžu častice porušovať tento princíp, čo v tomto prípade znamená, že rotor dokáže prekonať odpor aj vtedy, keď jeho kinetická energia v klasickom zmysle nie je dostatočná.
Tento jav sa nazýva kvantové tunelovanie a bežne sa vyskytuje bez straty energie, čo znamená, že by mali byť teoreticky rovnako pravdepodobné oba smery otáčania rotora.
Rotor sa však prekvapivo počas výskumu s 99 % pravdepodobnosťou otáčal stále rovnakým smerom. To podľa vedcov znamená, že počas tunelového efektu k strate energie predsalen došlo. Pre výskumníkov je tak toto pozorovanie veľmi dôležité.
Vyvinuli totiž nie len motor na úrovni atómov, ktorý dokáže pracovať, ale zariadenie, ktorý by mohlo umožniť sledovať práve procesy a príčiny rozptylu energie pri tunelovom efekte.
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
1200 metrov pod pyramídami objavili 38 000 rokov staré mesto, z ktorého vedcom padla sánka
O čiernych dierach sme sa ukrutne mýlili. Vedci objavili vo vesmíre niečo zvláštne, čo nemalo existovať
Môže skrývať život, no má to háčik. Blízka planéta straší astronautov, ak sa k nej priblížia, riskujú následky
Ľudstvo dostane nevyčerpateľný zdroj energie. Iba časť z neho nám dá elektrinu na milióny rokov
Teleportácia sa stala skutočnosťou. Oxfordskí vedci spravili krok, ktorý zmení svet výpočtov
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Prirodzený „zabijak“ rakoviny prekonáva všetky doterajšie terapie. Vedci ohlásili takmer 100 % účinnosť
Legendárna minerálka svetovej kvality sa vracia na pulty. Firma chce oživiť i chátrajúce kúpele
Príspevok na opatrovanie sa zvýši až na 1 210 eur. Má byť viac peňazí pre rodiny aj pracovníkov
Milované kúpele Slovákov čaká rekonštrukcia za viac ako 5 miliónov eur. Je to len začiatok
Billa sťahuje z pultov obľúbenú pochúťku. Môže obsahovať nadbytok pesticídov
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Africký štát blízko Európy sa pripravuje na vojnu. Do zbraní nalejú miliardy, analytici sa chytajú za hlavy
- 1200 metrov pod pyramídami objavili 38 000 rokov staré mesto, z ktorého vedcom padla sánka
- Vodičov pobúrili nové kontroverzné radary. Rýchlosť ti už nezmeria polícia, ale sused s mobilom
- Čína posiela flotilu ničivých zbraní do Afriky. Na papieri bojuje s pirátmi, v skutočnosti ide o niečo horšie
- Šéf Lamborghini odpísal elektromobily jednou vetou. Radšej urobia kompromis v obľúbenom pohone
-
- Africký štát blízko Európy sa pripravuje na vojnu. Do zbraní nalejú miliardy, analytici sa chytajú za hlavy
- 1200 metrov pod pyramídami objavili 38 000 rokov staré mesto, z ktorého vedcom padla sánka
- Šéf Lamborghini odpísal elektromobily jednou vetou. Radšej urobia kompromis v obľúbenom pohone
- Ľudstvo dostane nevyčerpateľný zdroj energie. Iba časť z neho nám dá elektrinu na milióny rokov
- Vodičov pobúrili nové kontroverzné radary. Rýchlosť ti už nezmeria polícia, ale sused s mobilom
-
- Ohromne zbohatnú a spasia Európu. Blízko Slovenska našli obrovské ložisko ropy a plynu
- Američania ohúrili svet. Z opačného konca planéty vypustili jadrovú raketu, trafila cieľ na meter presne
- Toto už nie je len dron. Najväčšia zbrojovka sveta ukázala zbraň budúcnosti, ktorá zmení vojny
- Slováci majú v dome zdroj energie, o ktorom netušili. Nová technológia vykuruje aj chladí a šetrí tisíce eur
- Africký štát blízko Európy sa pripravuje na vojnu. Do zbraní nalejú miliardy, analytici sa chytajú za hlavy
Ak máš tohto operátora, máš to najlepšie na Slovensku. 5G sieť zasahuje už viac než 5 miliónov ľudí
Fosílne palivá ich devastujú a musia konať rýchlo. Dôležitý spojenec Západu sa musí rozhodnúť
Kľúčový ľad planéty sa stráca alarmujúcou rýchlosťou. Vedci hovoria o predčasnej katastrofe
Nemecké tajné služby bijú na poplach: Rusko sa nebojí otvoreného vojenského konfliktu s NATO
Z Nemecka hlásia bizár: Zlodeji plienia na nabíjacích staniciach pre elektromobily, kradnú toto
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP