В Швейцарии создали нанодвигатель из 16 атомов
Стоп-кадр из видео в YouTube
Швейцарским ученым удалось разработать один из самых маленьких в мире двигателей, который состоит из 16 атомов и, по словам авторов разработки, работает на границе классической и квантовой физики.
Наноустройство было собрано учеными Швейцарской национальной лаборатории материаловедения (Empa) и Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL).
Размер собранной системы не достигает даже одного нанометра.
Система включает в себя движущуюся часть (ротор) и неподвижную (статор), которая образована из 6 атомов палладия и 6 атомов галлия, образующих 2 наложенных друг на друга равносторонних треугольника.
Ротор при этом состоит из 4-атомной молекулы ацетилена и под действием обычной тепловой энергии вращается в случайном направлении на поверхности статора. При комнатной температуре в одну секунду ротор совершает несколько миллионов оборотов, а если подвести к системе электричество, то его стабильный приток заставляет ацетилен совершать поворот в одном и том же направлении в 99 случаях из 100.
Авторы работы отмечают, что на один поворот потребуется шесть электронов, а достигается это за счет наноразмерного аналога храпового механизма (структура статора не имеет зеркальной симметрии, делая вращение молекулы ацетилена в одном направлении предпочтительнее, чем в противоположном).
Также отмечается, что при некоторых условияхданная система проявляла квантовую природу. В частности, двигатель продолжал работать, даже когда получал тепловой и электрической энергии меньше предела, необходимого на вращение, при температурах ниже 17 Кельвинов (минус 256 °C) и подаваемом напряжении менее 30 мВт. По мнению авторов работы, это можно объяснить туннельным эффектом (способность микрочастиц спонтанно преодолевать энергетические барьеры, не имеет аналогов в нашем макроскопическом мире).
Авторы разработки считают, что в будущем подобные устройства смогут приводить в движение различные наномеханизмы, например, «нанокран» или «нанофабрику».
