Древний винт Архимеда вдохновил учёных создать молекулярный двигатель, увеличивающий ток в 100 раз
- Международная команда создала мотор из одной молекулы, вращение которой запускается током и контролируется сменой его полярности.
- При вращении проводимость молекулы меняется: в одних положениях она почти в 100 раз выше, чем в других.
- Пока устройство испытано только в лаборатории; до применения в реальных устройствах далеко.
Почему это важно: Учёные видят в этом подходе основу электроники, где током будут управлять движущиеся молекулы вместо привычных транзисторов.
Ученые давно пытаются строить машины размером с молекулу, вдохновляясь природными механизмами, которые работают внутри живых клеток. Сложность в том, чтобы заставить крошечную деталь двигаться предсказуемо и при этом сохранять электрический контакт с металлическими электродами. Новая работа международной команды предлагает решение, которое опирается на принцип, известный более двух тысяч лет.
©Interesting Engineering
В основе нового устройства лежит принцип винта Архимеда — того самого древнего приспособления, которым поднимали воду. Только теперь он работает не с жидкостью, а с электричеством. Ученые создали крошечный мотор, состоящий всего из одной молекулы, и заставили ее вращаться, пропуская через нее ток. Молекула действительно движется по спирали, как винт, и это движение можно контролировать.
Главная неожиданность заключается не в самом вращении, а в том, как молекула на него реагирует. Когда она крутится, ее способность проводить ток меняется. В одних положениях она пропускает электричество плохо, а в других — почти в сто раз лучше. Иначе говоря, движение превращает обычную молекулу в мощный электрический переключатель, которым можно управлять с помощью напряжения.
Ученые могут менять направление вращения, просто меняя полярность тока. Это значит, что молекулой не нужно управлять механически, ее движение полностью контролируется электрическим сигналом. Получается крошечный мотор и переключатель в одном лице.
Пока это только лабораторный эксперимент, и до реальных устройств еще далеко. Специалисты видят в этом подходе основу для электроники будущего, где вместо привычных транзисторов током будут управлять движущиеся молекулы. Древняя инженерная идея, придуманная тысячи лет назад, неожиданно нашла применение в мире нанотехнологий.
