Молекулярные машины

Юрий Свидиненко

Хакер, номер #088, стр. 088-042-5

Но это правда. Глава ученых Джеймс М. Тур смог доказать свое открытие – колесящие багги под дулом электронного микроскопа были выставлены на обозрение любому желающему.

Автомобиль же - большая молекула-наносистема, состоящая из трехсот атомов, она похожа на машину только наличием четырех "колес" и способом передвижения.

В качестве колес легковушке служат фуллерены, молекулы С60, похожие на футбольный мяч, связанные химическими связями с "каркасом" машины.

Синтез и тестирование наномашины поможет значительно ускорить производство таких сложных структур, как нанофабрики или нанороботы, методом сверху-вниз. А это, в свою очередь, означает практическое внедрение микроскопических машин в твою жизнь.

Вообще, искусственные объекты такого маленького масштаба, напоминающие внешне автомобили, уже были синтезированы химиками. Но этот автомобиль – первый действующий, он катится по поверхности так же, как катятся автомобили на своих колесах.

Исследователи придумали оригинальный метод приведения в движение наномашины: они нагрели ее до 200° С, что вызвало вращение фуллеренов-колес на химических связях, соединяющих их с "рамой машины". От вращения четырех молекул легковушка пришла в движение и смогла катиться по плоской золотой поверхности.

Чтобы убедиться в том, что машина действительно ездит, а не скользит, и ее передвижения связаны с вращением фуллеренов-колес, ученые засунули полигон с машинками под сканирующий туннельный микроскоп.

Каждую минуту ученые получали с него снимки машин, доказывающие, что колеса действительно вращаются, и благодаря их вращению машина может ехать!

Более того, наномашину можно подцепить зондом микроскопа, как краном, и перемещать с места на место. Естественно, что она легче входит в соединение с зондом, когда захват происходит по направлению движения машины (проверено учеными).

Восемь лет группа ученых совершенствовала технику производства наномашин, и вот наконец их попытки увенчались успехом. Удалось найти решение проблемы несовместимости палладиевых катализаторов, помогающих собирать раму машины, с молекулами фуллеренов, которые тормозят синтез молекулы. Но методом проб и ошибок это затруднение все же было преодолено.

Ученые уверены: машина сможет перевозить молекулярные грузы в различных направлениях, что найдет применение в наноконвейерах, нанофабриках и других сложных наносистемах. Также она может служить платформой для различных мобильных наносистем: нанороботов, наноманипуляторов. Представь себе: прикрепив на ее хребет наноманипулятор, мы получаем мобильную сборочную станцию!

В качестве энергетической подпитки исследователи хотят использовать дистанционные батарейки - направленные пучки фотонов - вместо нагревания среды, в которой находятся машины. Так появится возможность дистанционно ими управлять и координировать их перемещения с высокой степенью точности.