Mobile molekylære robotter svømmer i vand

At skabe molekylære mikrorobotter, der efterligner levende organismers evner, er en drøm om nanoteknologi, som illustreret af den anerkendte fysiker Richard Feynman. Der er en række udfordringer i at nå dette mål. En af de mest betydningsfulde af disse er skabelsen af ​​rettet selvfremdrift i vand.

Et hold på tre forskere fra Hokkaido Universitet, ledet af assisterende professor Yoshiyuki Kageyama, er lykkedes med at skabe en mikrokrystal, der anvender selvkontinuerlig frem- og tilbagegående bevægelse til fremdrift. Deres resultater blev offentliggjort i tidsskriftet Small .

Drømmen om mikrorobotter er en gammel en, efter at have været behandlet i science fiction i mange årtier og populariseret af fremkomsten af ​​nanoteknologi. Et aspekt af disse robotter er selvfremdrift, evnen til at bevæge sig selvbærende. Der er to store udfordringer for at opnå dette:den første er at lave en molekylær robot, der kan deformeres gensidigt, og den anden er at konvertere denne deformation til fremdrift af den molekylære robot.

Kageyamas gruppe byggede på deres tidligere forskning, der havde løst den første udfordring – skabelsen af ​​molekylære robotter, der gensidigt kan deformere. Små objekter kan dog ikke konvertere deres gensidige bevægelse til progressiv bevægelse generelt, som forklaret af Edward Purcells kammusling-sætning. I det aktuelle studie gik forskerne til næste trin og lykkedes med at realisere selvfremdrift af den molekylære robot i et eksperimentelt system, hvor bevægelse var begrænset til to dimensioner; i dette system virker viskøs resistens anisotropisk, hvilket gør den ubetydelig svag.