Какие двигатели подойдут нанороботам?
Не так давно физики из Университета Майнца (Германия) создали самый маленький двигатель из когда-либо разработанных. Их устройство состоит всего из одного атома. Как и любой двигатель, он преобразует тепловую энергию в движение, но впервые это происходит в настолько малых масштабах. Ион, запертый в электромагнитной ловушке, нагревается с помощью лазера, благодаря чему совершает возвратно-поступательные движения, подобно поршню обычного двигателя.
Создавшие одноатомный двигатель ученые пока не придумали, как использовать свое изобретение. Однако разработка предвещает новые возможности, которые открывает для человечества использование наномашин. Например, в медицине нанороботы могут применяться для адресной доставки лекарств или даже для борьбы с таким грозным заболеванием, как рак.
Недавно было объявлено и о других разработках, которые могут найти применение в наноробототехнике.
Ученые из Сингапура продемонстрировали простой нанодвигатель, изготовленный из высокоэластичного графена. Как известно, графен представляет из себя углеродный лист толщиной в один атом. Этот материал отличается исключительной прочностью. Разместив в определенных участках атомной решетки молекулы ClF3, ученые смогли создать мембрану, которая способна изгибаться под воздействием лазера. Таким образом мембрана превращается в рабочее тело двигателя.
Исследователи считают, что созданный ими двигатель сможет перемещать нанороботов, уничтожающих раковые клетки в человеческом организме.
Хорошо известно, что роторные двигатели, широко применяемые в технике (от авиации до вентиляторов) были бы намного более эффективны, если бы не трение. Как раз это явление полностью отсутствует в наномире, так что можно легко представить себе роторный двигатель, состоящий всего из одной молекулы, который не потеряет в КПД вследствие трения.
Идею роторного нанодвигателя подсказала ученым сама природа. Сегодня известны белки, которые способны перемещаться благодаря молекулярному ротору, который приводится в движение химической энергией. Подобные моторные белки обеспечивают сокращение мышечных волокон и в конечном счете дают людям возможность двигаться.
Немецкие исследователи недавно создали молекулярный ротор, разместив подвижные молекулы внутри шестиугольного отверстия в серебряной пластинке. Как и двигатель на основе графена, такой ротор может найти применение при создании медицинских нанороботов.
Какие двигатели подойдут нанороботам? Алекс Кудрин
