Forskere udvikler synkroniserede molekylære motorer

Et internationalt team af forskere har skabt molekylære motorer, der kan kommunikere og synkronisere deres bevægelser.

Holdet, ledet af fysiker Saw-Wai Hla fra Ohio University, offentliggjorde en Advanced Online Publication i dag i tidsskriftet Naturnanoteknologi demonstrerer, at forskere kan kontrollere de koordinerede bevægelser af bittesmå maskiner på nanoskalaen. Forskningen har konsekvenser for den fremtidige udvikling af teknologier, der kan bruges i computere, fotonik og elektronik samt nye nanoskalaenheder.

"Vores mål er at efterligne naturlige biologiske maskiner ved at skabe syntetiske maskiner, vi kan kontrollere, "sagde Hla, professor i fysik og astronomi.

Hlas team observerede, at op til 500 molekylmotorer bevæger sig samtidigt i samme retning, da forskerne anvendte 1 volt energi gennem spidsen af ​​et scannende tunnelmikroskop. Ved lavere energiniveauer, motorerne roterede også, men i forskellige retninger. Imidlertid, dette forslag var ikke tilfældigt, men viste koordineringsmønstre, Sagde Hla.

I forsøget, forskere observerede de synkroniserede bevægelser ved minus 316 grader Fahrenheit.

Motorerne har to dæk:Det øverste dæk er rotoren og det nederste dæk er statoren, som har otte svovlatomer, der fungerer som atomlim til at klæbe til overflader af guld eller kobber. De roterende og stationære dæk er forbundet med et atom af europium, der fungerer som et atomkugleleje.

Forskere ved CEMES/CNRS i Frankrig syntetiserede de molekylære motorer, som inkluderer en dipol i rotorarmene, hvilket betyder, at de har en positiv og negativ side. Denne unikke funktion gør det muligt for de enkelte motorer at kommunikere og koordinere deres bevægelser, Hlas team fundet.

Ud over, forskerne lærte, at et sekskantet arrangement af motorerne er nøglen til synkroniseringen, da det giver motorerne mulighed for effektivt at kommunikere.

Molekylmotorerne skaber et ferroelektrisk system, som er en værdsat egenskab af materialer, der bruges i forskellige elektroniske enheder, Tilføjede Hla.

Nanomotorer er så små, at forskere kan passe 44, 000 milliarder af dem i et 1 centimeter kvadratisk område.

"Et af målene med nanoteknologi er at samle milliarder af nanomaskiner, der er pakket ind i et lille område, der kan betjenes synkroniseret til at transportere information eller til sammenhængende at overføre energi til flere destinationer inden for nanometerinterval, "Forklarede Hla.