16 atomów wystarczyło na wirnik i stojan rekordowego silnika

Nowy silnik molekularny stworzony przez zespół naukowców ze Szwajcarii składa się z zaledwie szesnastu atomów. Mierzy on mniej niż jeden nanometr i składa się ze stojana i wirnika, tzn. części stałej i ruchomej. Wirnik, symetryczna molekuła acetylenu (C 2 H 2 ), obraca się na powierzchni stojana. Może zajmować sześć różnych pozycji. Stojan ma budowę trójkątną i składa się z sześciu atomów palladu (Pd) i sześciu galu (Ga).

Może być zasilany zarówno energią cieplną jak i elektryczną. „Energia cieplna powoduje, że kierunkowy ruch obrotowy silnika zmienia się na obrót w przypadkowych kierunkach - np. w temperaturze pokojowej wirnik obraca się tam i z powrotem w sposób całkowicie przypadkowy z prędkością kilku milionów obrotów na sekundę,” piszą naukowcy ze Szwajcarii, twórcy silnika w publikacji, która ukazała się w „Proceedings of the National Academy of Sciences”. Energia elektryczna wytwarzana przez skaningowy mikroskop elektronowy, z którego końca płynie niewielki prąd do malutkiego silnika, może powodować obroty kierunkowe z 99-procentową stabilnością.

Zgodnie z prawami fizyki klasycznej, do wprawienia wirnika w ruch wymagana jest określona minimalna w stosunku do oporu kanału porcja energii. Jeśli dostarczona energia elektryczna lub cieplna nie jest wystarczająca, wirnik musiałby się zatrzymać. O dziwo, naukowcom udało się w nowym prototypie zaobserwować stałą częstotliwość obrotów w jednym kierunku nawet poniżej tej granicy, w temperaturach poniżej 17 Kelwinów (minus 256 stopni Celsjusza) lub przy przyłożonym napięciu mniejszym niż 30 miliwoltów.

Źródło: www.pnas.org