Статическое электричество — движущая сила нанодвигателей нового типа

Нa стрaницax нaшeгo сaйтa мы удeляeм дoстaтoчнo мнoгo внимaния нaнoрoбoтaм и рaзличнoгo рoдa мoлeкулярным нaнoмaшинaм, кoтoрыe в будущeм мoгут выпoлнять мaссу пoлeзныx для людeй дeйствий. Oднoй из сaмыx бoльшиx прoблeм в этoй oблaсти являeтся прoблeмa сoздaния двигaтeлeй, кoтoрыe пoзвoлят нaнoрoбoтaм дeйствoвaть самостоятельно по заложенной в них программе. И недавно, исследователи из Калифорнийского университета в Беркли (University of California, Berkeley) и университета Умеа (Umea University) продемонстрировали, что статическое электричество может заставить сжаться или расправиться короткий отрезок углеродной нанотрубки, превращая ее в подобие нанодвигателя, обладающего достаточно высокой эффективностью.

Пневматические приводы, действующие по принципу воздушного шарика, используются достаточно широко в окружающем нас мире. Самым наглядным примером являются автомобильные подушки безопасности, но нечто подобное используется и в медицине, к примеру, для расширения закупоренных вен и артерий. Такие же принципы используются и на микромасштабе, и не только людьми, но и в живой природе. Идея создания первых пневматических приводов, реализованных на наноуровне, принадлежит исследователям из Пенсильванского университета, они первыми предложили использовать статические электрические заряды для того, чтобы сжать или распрямить углеродные нанотрубки.

Упомянутая выше идея была реализована на практике исследовательской группой, возглавляемой Хамидом Резой Барзегэром (Hamid Reza Barzegar). Эти ученые показали, что формой углеродной нанотрубки можно управлять, прилагая к ней электрический потенциал с небольшим напряжением. А сама молекулярная природа углеродных нанотрубок позволяет считать, что такой необычный нанодвигатель сможет работать сколь угодно долго без износа или поломок.

«Пока наша работа интересна только с теоретической точки зрения, она дает нам толику понимания того, как можно управлять движением на наноразмерном уровне» — рассказывает доктор Хамид Реза Барзегэр (Hamid Reza Barzegar) — «Все это также дает нам понимание действия на наноуровне некоторых фундаментальных физических принципов, таких, как электрическая емкость и электростатические силы, которые можно использовать для управления динамикой движения молекулярных структур».

«В более долгосрочной перспективе подобные технологии могут быть использованы для создания «псевдопневматических» молекулярных двигателей или для создания молекулярных контейнеров, которые будут раскрываться рядом с молекулами, имеющими определенный электрический потенциал. Такие контейнеры могут доставлять и высвобождать лекарственные препараты внутри организма человека, выступать в роли исполнителей и инструментов, производящих микрохирургические операции» — рассказывает профессор Томас Вогберг (Thomas Wagberg).