post

Наномашините представяват управляеми молекули или молекулярни комплекси, за създаването на които учените Жан-Пиер Соваж (Франция), Бернард Феринга (Холандия) и Фрейзър Стодарт (САЩ) получиха Нобелова награда за химия през 2016 г. Молекулите се управляват със светлинни фотони, които в съчетание с химически добавки привеждат в движение отделни части на структурите, в това число и тяхното завъртане.

В състезанието, в качеството на болиди се използват молекули, размерите на които са десетки пъти по-малки от диаметъра на човешки косъм (около 0,08 мм). Дължината на трасетата, включващи два завоя с ъгъл 45 градуса, е 100 нанометра. В надпреварата участваха отбори от Франция, Япония, САЩ, Швейцария и Германия, а предаването на това, което се случва става с помощта на сканиращ тунелен микроскоп с четири четящи елемента, разработен в (CNRS).

Четирите трасета, образуващи огъната канавка с дълбочина около 0,3 нанометра (което съответства примерно на два атома), са разположени на повърхността на 8-милиметров медальон от злато. Съгласно правилата, участниците в турнира трябва да преодолеят трасето в течение на 30 часа. В случай на ПТП, комплексът може да бъде заменен, но не и иглата на микроскопа, с помощта на която учените управляват молекулите. На първия етап структурите-болиди представляват разтвори или прахове, които се поместват в канавката чрез отлагане или сублимация (изпаряване и отлагане).

След разполагането на трасето, “болидите” се пренасят на старта посредством сканиращ тунелен микроскоп. Този тип устройства предсталява изключително остра метална сонда, на острието на която могат да се намират само няколко атома. При доближаване на иглата до обекта на разстояние няколко ангстрьома, на нея се подава електромагнитен потенциал, в резултат на което възниква тунелен ток. Обикновено тунелният микроскоп се използва за изграждане на топографски карти на проводящи повърхности с висока пространствена резолюция.

Освен замяна на иглата, състезанията забраняват да се въздейства на колите механично. В същото време принципът на тяхното движение може да варира. Молекулярните болиди могат да ускоряват до 0,3-0,6 нанометра с всеки импулс, но мониторингът на тяхното местоположение поради особеностите на тунелния микроскоп, става със забавяне от няколко минути. Четирите отбора управляват сондата непосредствено в Центъра за разработка на материали и структурни изследвания (CEMES) в Тулуза, а други два – дистанционно.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *