Ο μικρότερος ηλεκτροκινητήρας του κόσμου αποτελείται από ένα και μόνο μόριο.

Σε αυτήν την εικόνα, με το πορτοκαλί χρώμα είναι η επιφάνεια του χαλκού στην οποία ο μοριακός κινητήρας είναι σε ηρεμία. Η κίτρινη μικρή μπάλα είναι το θειούχο μόριο (βούτυλο μέθυλο σουλφίδιο), και οι δύο βραχίονες αποτελούνται από άτομα άνθρακα και υδρογόνου. Η πηγή ενέργειας πάνω από τη συσκευή είναι η κορυφή από ένα μικροσκόπιο σάρωσης σήραγγας, η οποία χρησιμοποιεί ηλεκτρική ενέργεια για να κατευθύνει το μόριο ώστε να περιστραφούν προς τη μία ή την άλλη κατεύθυνση.


Χημικοί του πανεπιστημίου Tufts κατασκεύασαν το μικρότερο ηλεκτρικό μοτέρ στον κόσμο, το οποίο συνίσταται σε ένα και μόνο μόριο. Το επίτευγμα, το οποίο θα υποβληθεί για καταχώρηση στο βιβλίο των παγκόσμιων ρεκόρ Γκίνες, μπορεί να ανοίξει το δρόμο για τη δημιουργία μιας νέας γενιάς νανο-μηχανών, που θα μπορούν να αξιοποιηθούν μελλοντικά σε διάφορες εφαρμογές από την ιατρική ως την μηχανολογία.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον καθηγητή χημείας Charles Sykes, που δημοσίευσαν τη σχετική μελέτη στο περιοδικό νανοτεχνολογίας Nature Nanotechnology, ανέφεραν ότι ο ηλεκτροκινητήρας τους έχει πλάτος μόλις ένα νανόμετρο (ένα δισεκατομμυριοστό του μέτρου), σπάζοντας για τα καλά το προηγούμενο ρεκόρ που ήταν 200 νανόμετρα (συγκριτικά, μια ανθρώπινη τρίχα έχει πλάτος περίπου 60.000 νανομέτρων).

Τα τελευταία χρόνια, έχουν γίνει συνεχείς πρόοδοι στην ανάπτυξη μικροσκοπικών μοριακών μηχανών, που τροφοδοτούνται από το φως ή από χημικές αντιδράσεις, είναι όμως η πρώτη φορά που ένας τέτοιος νανο-κινητήρας κινείται με ηλεκτρική ενέργεια.

«Αποδείξαμε ότι είναι δυνατό να παρέχεις ηλεκτρισμό σε ένα μοναδικό μόριο και να το βάλεις να κάνεις κάτι που δεν είναι τυχαίο», δήλωσε ο Charles Sykes. Οι ερευνητές κατόρθωσαν να θέσουν υπό έλεγχο το μοριακό μοτέρ τους μέσω ηλεκτρισμού, χρησιμοποιώντας ένα πολύ εξελιγμένο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο χαμηλής θερμοκρασίας, το οποίο χρησιμοποιεί ηλεκτρόνια αντί για φωτόνια για να «δει» τα μόρια.

Με τη μεταλλική άκρη του μικροσκοπίου, οι επιστήμονες παρείχαν ένα ηλεκτρικό φορτίο σε ένα θειούχο μόριο που είχε τοποθετηθεί πάνω σε μια αγώγιμη επιφάνεια χαλκού. Το μόριο διέθετε άτομα άνθρακα και υδρογόνου που ξεπηδούσαν από αυτό σαν δύο βραχίονες περιστρεφόμενοι γύρω από το χημικό δεσμό θείου-χαλκού.

Οι ερευνητές έδειξαν ότι μέσω του ηλεκτρισμού και της μεγάλης μείωσης της θερμοκρασίας του μορίου (στους μείον 268 βαθμούς Κελσίου), ήσαν σε θέση να επιδρούν άμεσα και να ελέγχουν την περιστροφή του μορίου σαν να ήταν μοτέρ.

Για να υλοποιηθούν όμως οι πιθανές ποικίλες πρακτικές εφαρμογές του νανο-κινητήρα, θα πρέπει να καταστεί εφικτό ένα ανάλογο επίτευγμα σε υψηλότερες θερμοκρασίες, καθώς, προς το παρόν, σε αυτές το μόριο περιστρέφεται υπερβολικά γρήγορα και δεν μπορεί να τεθεί υπό έλεγχο μέσω του ηλεκτρισμού.

physics4u.gr , eosforos.net , starata.net