Сотворен нанодвигатель, состоящий всего из 16 атомов и работающий на границе меж традиционной физикой и квантовой механикой

Исследователи из Швейцарского федерального политехнического института Лозанны (Swiss Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL), вместе с их сотрудниками из остальных научных организаций, сделали то, что можно именовать одним из самых малеханьких движков, когда-либо изготовленных людьми. Это крохотное устройство состоит всего из 16 атомов разных хим частей, а работает оно, находясь в «весьма необычной» области, находящейся на границе меж традиционной физикой и квантовой механикой.

Как и движки огромных масштабов, новейший нанодвигатель имеет подвижную часть (ротор) и фиксированную часть (статор). В качестве статора выступает группа из 6 атомов палладия и 6 атомов галлия, которые сформировывают треугольную структуру. Ротором является молекула ацетилена, состоящая из 4 атомов, крутящаяся на поверхности статора, и все это вкупе имеет размер, не превосходящий 1-го нанометра.

Таковой нанодвигатель может приводиться в действие термический либо электронной энергией, и в крайнем случае он показывает наиболее высшую эффективность и маневренность. В критериях комнатой температуры (за счет использования термический энергии из окружающей среды) ротор нанодвигателя повсевременно вращается, но направление вращения ротора является совсем случайной величиной. Когда же к этому нанодвигателю подводится электронный потенциал определенной полярности с помощью наконечника сканирующего туннельного микроскопа, ротор начинает вращаться в определенном направлении в 99 вариантах из 100.

Возможность управления направлением и скоростью вращения ротора нанодвигателя с помощью полярности и величины прикладываемого к нему электронного потенциала делает этот движок наиболее увлекательным, нежели сделанные ранее остальные типы молекулярных движков. Новейший движок быть может применен не только лишь для приведения в деяния наноразмерных устройств и машин, он также быть может применен в качестве генератора, позволяющего собирать и преобразовывать «побочную» энергию, например, тепло, выделяющееся при работе электрических устройств.

Самым необыкновенным свойством новейшего нанодвигателя будет то, что его работа, кажется, нарушает некие законы традиционной физики. Исходя из убеждений этих законов хоть какому движку для его работы требуется некое малое количество энергии, используемое на преодоление сил трения, сопротивления и т.п. Ученые ассоциируют это с великом, ездок которого не вращает педали, а велик, тем не наименее, продолжает двигаться в гору.

Для работы новейшего нанодвигателя требуются практически «крохи» термический либо электронной энергии. Его ротор уже будет начинать вращаться при температуре в -256 градусов Цельсия либо под электронным потенциалом наименее 30 милливольт, чего же не обязано происходить в принципе исходя из убеждений традиционной физики. Но, в работу нанодвигателя вмешивается явление квантового туннелирования. Это явление состоит в том, что при определенных критериях частички могут перескакивать физические либо энерго барьеры, при всем этом, энергии этих частиц недостаточно для преодоления этих барьеров в обыденных критериях.

Физикам понятно, что в явлении квантового туннелирования стопроцентно отсутствуют такие понятия, как трение и сопротивление. Это, с одной стороны, разъясняет весьма маленькое количество энергии, требующееся движку для начала его работы. С иной стороны, это поднимает ряд остальных вопросцев, на которые еще пока у ученых нет ответов, которые соединены с 99-процентной вероятностью вращения мотора в одном направлении, что является косвенным указателем на вероятные доп утраты энергии.

«Новейший движок может стать в дальнейшем тем, что будет приводить в действие крохотных нанороботов, которые пока являются только предметом научной фантастики» — пишут исследователи, — «С иной стороны, он, этот движок, дозволит нам наиболее глубоко изучить явление квантового туннелирования и найти предпосылки энергетических утрат в этих действиях».

Источник: dailytechinfo.org

Ещё новости

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий

Вы должны быть авторизованы, чтобы разместить комментарий.