Ученые создали модель моторов для будущих нанороботов

Маленькое устройство, активируемое светом, способно двигаться в заданном направлении с рекордно высокой скоростью и тащить на себе некий груз.
Ученые из Столичного физтех университета (МФТИ), Университета химической физики им. Н. Н. Семенова РАН и Университета химии поверхности Национальной академии наук Украины внесли предложение модель дипольного фотомотора — маленького управляемого светом устройства, талантливого двигаться в заданном направлении с рекордно высокой скоростью и тащить на себе некий груз. Статья размещена в издании The Journal of Chemical Physics.

Прототипами управляемых наномашин в живой природе помогают так именуемые броуновские (молекулярные) моторы — протеиновые устройства, каковые под действием неравновесных флуктуаций разной природы преобразуют хаотическое броуновское перемещение в направленное поступательное, возвратно-поступательное либо вращательное перемещение. Познание баз деятельности таких природных моторов разрешает не только воспроизводить их, но и конструировать новые высокоэффективные неестественные образцы с разнообразными функциями, впредь до создания нанороботов, талантливых делать разные задания.

Работу броуновских моторов возможно инициировать разными методами — к примеру, посредством химических реакций, тепла, электрических либо световых импульсов. В последнем случае речь заходит о фотомоторах.

При облучении мотора лазерным импульсом происходит его активация. Импульс обязан попасть в резонанс с электронами в наноцилиндра; потом происходит разделение заряда в полупроводниковом наноцилиндре, он электростатически взаимодействует с полярной подложкой. выключение света и Циклическое включение ведет к зависимости потенциальной энергии сотрудничества цилиндра с подложкой от времени, эта зависимость и заставляет наномотор двигаться в заданном направлении

Фотомоторы на базе неорганических наночастиц значительно действеннее и «стремительнее» собственных аналогов, выстроенных на органических молекулах. Так, в цилиндрическом полупроводниковом нанокластере до действия светового импульса фактически отсутствует дипольный момент, а фотовозбуждение ведет к перемещению электрона из количества на поверхность и происхождению огромного дипольного момента.

Предложенная модель фотомотора на базе полупроводникового наноцилиндра имеет оптимальные параметры и рекордно высокую скорость — порядка 1 мм/с, что приблизительно на три порядка выше, чем у природных протеиновых моторов либо у подобных моделей на базе органических молекул.

«Рекордные характеристики дипольных фотомоторов на базе полупроводниковых нанокластеров разрешают сохранять надежду, что эти наномашины не только заполнят имеющуюся брешь в семействе линейных фотомоторов, но и отыщут самое широкое использование везде, где требуется скоростной транспорт наночастиц: в физике и химии — для новых аналитических и синтетических инструментов, в медицине и биологии — для доставки лекарств к больным участкам живых организмов, для генной терапии и во многих вторых задачах», — сообщил начальник коллектива Леонид Трахтенберг, доктор наук кафедры химической физики МФТИ и заведующий Лабораторией функциональных нанокомпозитов ИХФ РАН.

Случайные записи:

• Измерены свойства примесей в структуре нанопроволоки
• Новый теплоизоляционный материал из вспененной древесины

ДВИГАТЕЛИ БУДУЩЕГО

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Пилотажная модель для начинающих

  Что такое учебная летающая модель? Мы все привыкли к тому, что это аппарат, годный разве лишь для приобретения начальных навыков её пилотирования. Как…

• Ученые-физики создали один из ключевых компонентов будущих систем беспроводной связи терагерцового диапазона

  Терагерцовый диапазон может в будущем стать базой беспроводных коммуникационных совокупностей, снабжающих в много раз громадную скорость передачи данных,…

• Создана первая компьютерная модель живого организма

  Калифорнийские исследователи сравнительно не так давно сказали, ни большое количество ни мало, о настоящем прорыве в области так называемой…

• «Компакт -800» — мотор для сла

  Бессчётные слеты самодеятельных авиаконструкторов собирали много энтузиастов малой авиации, и это наглядно показывало, что интерес к конструированию…