ساخت کوچک‌ترین موتور مولکولی

مجله ايلياد/ تيمي از محققين سوئيسي توانسته‌اند موتور مولکولي بسازند که تنها از ۱۶ اتم ساخته شده است. دکتر «اوليور گرونينگ» از آزمايشگاه‌هاي فدرال علوم مواد و تکنولوژي سوئيس، به‌عنوان همکار اين تحقيق، مي‌گويد: «با انجام اين کار مي‌توان گفت به کوچک‌ترين اندازه‌ي ممکن از موتورهاي مولکولي نزديک شده‌ايم.» اين موتور مولکولي، داراي اندازه‌اي کمتر از يک نانومتر است و شامل قسمت چرخنده يا همان روتور و قسمت ثابت يا استاتور است. در واقع اين موتور داراي همان بخش‌هاي ثابت و متحرک موتورهاي مرسوم است. بخش روتور اين موتور، از يک مولکول متقارن استيلن «C2H2» ساخته شده است که بر روي سطح استاتور موتور مي‌چرخد. بخش روتور مي‌تواند در شش وضعيت مختلف قرار داشته باشد. دکتر گرونينگ مي‌گويد: «براي اين که يک موتور بتواند کار واقعي و مفيد انجام دهد، لازم است استاتور به نحوي عمل کند که روتور فقط در يک جهت حرکت کند.» استاتور اين موتور مولکولي داراي يک ساختار مثلثي است و شامل شش اتم پالاديوم و شش اتم گاليوم است. روتور مي‌تواند به‌صورت ممتد بچرخد، ولي بايد بين گردش ساعتگرد و پادساعتگرد تفاوت وجود داشته باشد. گرونينگ مي‌گويد: «با اين وضعيت، موتور داراي پايداري ۹۹ درصدي در جهت است که اين خصوصيت در ديگر موتورهاي مولکولي وجود ندارد. با داشتن اين موتور مي‌توان راهي براي کسب انرژي در سطح اتمي پيدا کرد.» محققين مي‌گويند: «اين موتور مولکولي کوچک مي‌تواند با انرژي‌هاي الکتريکي و گرمايي کار کند. انرژي گرمايي باعث مي‌شود حرکت دوار جهت‌دار موتور تبديل به دوران در جهت‌هاي مختلف شود. به‌عنوان مثال، موتور در دماي اتاق کاملاً به‌صورت تصادفي با سرعت چند ميليون دور بر ثانيه به عقب و جلو دوران مي‌کند. در عوض، انرژي الکتريکي توليد شده توسط يک ميکروسکوپ الکتروني، مي‌تواند باعث ايجاد دوران‌هاي جهت‌دار شود. انرژي يک عدد الکترون مي‌تواند باعث شود روتور با سرعت شش دور بر ثانيه بچرخد، ولي اگر انرژي تامين شده بيشتر شود، فرکانس حرکت نيز بيشتر مي‌شود.» بر اساس قوانين فيزيک کلاسيک، مقدار حداقلي انرژي براي به حرکت درآوردن روتور وجود دارد که اگر اين مقدار انرژي تامين نشود، روتور از حرکت مي‌ايستد. در اين موتور دانشمندان دريافتند که حتي اگر انرژي تامين شده زير سطح حداقل انرژي باشد نيز روتور با فرکانسي ثابت در يک جهت مي‌چرخد. آن‌ها اميدوار هستند با مطالعه‌ي اين موتور، فرآيندهاي پخش انرژي در تونل‌هاي کوانتومي را بهتر درک کنند. نتايج اين مطالعه در مجله‌ي کنفرانس آکادمي ملي علوم آمريکا چاپ شده است.

به پيج اينستاگرامي «آخرين خبر» بپيونديد

instagram.com/akharinkhabar