Ученые разработали небольшой нанометровый двигатель, который способен работать на основе энергии солнца.
Наномоторы настолько малы, что если соединить 3,8 млн. таких двигателей, цепочка не превысит ширины монеты, равной 1 пенни.
Каждый мини-мотор всего 5 нанометров длиной и по форме напоминает макароны. На одном конце расположена кольцеподобная структура, передвигающаяся взад и вперед, как поршень.
Энергия фотонов от солнца возбуждает один конец молекулы, порождая четырехступенчатый процесс.
Электроны перемещаются вдоль молекулы до тех пор, пока не достигнут кольцевой структуры, которая после этого съезжает на 1,3 нанометра.
После того как электрон достигнет конца, происходит обратное движение, и кольцо возвращается. Весь процесс занимает около 100 миллисекунд.
Каждый шаг похож на то, что мы видим в механическом поршне. Стоит заметить, в данном процессе не выделяются вредные примеси.
Молекула под названием rotaxane формируется естественным образом. Она автономна. Это означает, что данный процесс в ней будет происходить, пока поступает энергия.
Молекула может работать совместно с другими или функционировать сама по себе. Ее можно разогнать до высокой частоты. При благоприятных условиях молекула достаточно прочна, оставаясь такой же в течение 1 тыс. циклов.
Хотя наномотор менее эффективен, чем некоторые топливные двигатели (эффективность составляет от 2% до 12%), ученые полагают, что его с успехом можно использовать, поскольку он не нуждается в топливе и для его работы необходим лишь солнечный свет. |
