Американским инженерам удалось посрамить тульского Левшу
|
Ученые из Университета Райса создали автомобиль размером с молекулу, передвигающийся по микроскопической «трассе» из золота. Размер наномобиля всего 4 нанометра — в 20 000 раз тоньше человеческого волоса и в всего два раза толще спирали ДНК.
Конечно, творение американских физиков полноценным автомобилем назвать нельзя. Созданное ими транспортное средство состоит из шасси, двух осей и четырех шарообразных фуллереновых колес (каждое колесо представляет собой сферу из 60 атомов углерода). Джеймс Тур (James M. Tour), один из ведущих разработчиков, говорит о целях проекта так: «В конечном счете нам хотелось бы научиться перемещать нанообъекты и производить работы в молекулярном масштабе, и подобные наномобили могут послужить отличными испытательными образцами для этих целей».
Разным группам ученых и раньше удавалось создавать нанообъекты, по своей форме напоминающие автомобиль, однако эти объекты не могли ездить. Наномобиль же, собранный разработчиками из Университета Райса, действует подобно настоящему автомобилю, перекатываясь на своих четырех колесах в направлении, перпендикулярном колесным осям. Кевин Келли (Kevin F. Kelly) и его коллеги сделали измерения с помощью сканирующего туннельного микроскопа и представили экспериментальное подтверждение того, что наномобиль именно катится. «Относительно легко можно собрать нанообъект, который бы скользил по поверхности, — говорит Келли. — Доказать, что наш наномобиль катится, а не скользит, было одной из сложнейших частей проекта».
|
Быстрее всего разработчики сконструировали оси и шасси — на это ушло полгода. Трудности возникли при стыковке фуллереновых колес, которые никак не удавалось присоединить к осям, не разрушив при этом весь автомобиль. Проблема была связана с тем, что в качестве катализатора при сооружении осей и шасси использовался палладий, реакции с участием которого пришлись весьма не по душе фуллеренам (они имели обыкновение их прерывать). В конце концов, путем проб и ошибок, ученым удалось найти верный метод сборки.
Наномобиль начинает ехать лишь тогда, когда поверхность золотой «трассы» нагревается до температуры выше 170°C. По всей видимости, такое «прилипание» автомобиля к поверхности вызывается высокой силой электрического сцепления между золотом и фуллереновыми колесами. Если же температура золотой пластины составляет от 170 до 225 градусов, устройство передвигается за счет поступательных движений и вращения, напоминая дрезину.
Сейчас ученые активно развивают начатое дело: работают над созданием наноавтомобиля, управляемого с помощью света, а также наногрузовика, который смог бы перевозить молекулярный груз, пишет PhysOrg.
Работа опубликована в журнале Nano Letters.
