Дослідники з Північно-Західного університету розробили перший електродвигун молекулярного масштабу, який легко виробляти в масовій кількості. Пристрій розміром всього в 2 нм знайде застосування в медицині і біологічних дослідженнях.
Хімічна структура електродвигуна. Зображення: Northwestern
Для свого електродвигуни дослідники використовували катенани. Це клас хімічних сполук, молекули яких являють собою кілька кілець, утримуваних разом потужними механічними зв’язками. Завдяки такій структурі, компоненти молекули можуть вільно переміщатися один щодо одного.
Для створення двигуна вчені використовували катенан — хімічну сполуку, молекула якої являє собою петлю, зчеплену з двома однаковими кільцями. У роботі, опублікованій в журналі Nature, дослідники продемонстрували, що елементи цієї сполуки можуть здійснювати односпрямовані рух під дією електрики.
Схема будови і роботи електродвигуна. Зображення: Long Zhang et al., Nature
Вчені відзначають, що хоча раніше і повідомлялося про синтез окремих елементів, які можуть працювати як молекулярні двигуни всі ці розробки вимагали екстремальних умов, наприклад, надвисокого вакууму. Запропонований інженерами варіант набагато простіше у виробництві і може працювати в звичайному розчині.
В цей час дослідники працюють над приєднанням великої кількості крихітних двигунів до поверхні електрода, щоб впливати на поверхню і, зрештою, виконувати корисну роботу. У перспективі подібні пристрої можуть використовуватися для переміщення нанороботів в органічних рідинах в процесі лікування і при проведенні біологічних досліджень.