"Самый маленький в мире электрический двигатель" состоит из одной молекулы

Еще сравнительно недавно был изобретен первый «неуклюжий» нано-двигатель, который имел размеры 500 нанометров. Впоследствии ученые добились уменьшения размеров двигателя с 500 до 200 нанометров. Теперь этот рекорд еще раз побит – ученые разработали электрический двигатель, который имеет только один нанометр в ширину. Для сравнения, ширина человеческого волоса составляет около 60 тысяч нанометров.

Согласно сообщениям, новый двигатель, созданный учеными из университета Тафтса в Массачусетсе, состоит из одной молекулы, а именно, из молекулы сульфида бутил-метила, которая расположена на проводящей поверхности меди. Как видно из рисунка, из молекулы выступают две руко-подобные структуры, составленные из атомов углерода и водорода: одна из них содержит четыре атома углерода, а другая – один атом углерода. Сера, которая входит в состав молекулы, сцепляет ее с медной поверхностью, тогда как эти две «руки» могут свободно вращаться вокруг своей основы.

Подавая электричество от металлического наконечника низкотемпературного сканирующего туннельного микроскопа, ученые заставляли молекулу вращаться. Как выяснили ученые, температура молекулы прямо пропорциональна скорости вращения, поэтому экспериментально они нашли, что при температуре 5 Кельвина (-268 градусов по Цельсию или -450 по Фаренгейту) можно четко отслеживать движения молекулы. При более высоких температурах, которые приводили к значительному увеличению скорости вращения, оказалось трудно отслеживать и контролировать ее вращения.

«Как только мы точно определим температуру, необходимую для запуска и стабильной работы этого «двигателя», мы сможем использовать его в некоторых приложениях, к примеру, в медицинских приборах зондирования, оснащенным крошечными трубками», – сказал один из исследователей, адъюнкт-профессор химии Е. Чарльз Х. Сайкс.

Исследователи из университета Тафтса планируют отправить свой нано-двигатель в Книгу рекордов Гиннеса. Отчет об исследовании был недавно опубликован в журнале Природа нанотехнологий.