ساخت کوچکترين موتور الکتريکي تک مولکولي جهان!
ساخت کوچکترين موتور الکتريکي تک مولکولي جهان!
شيميدانان دانشکده هنرها و علوم دانشگاه «تفتز» موفق به ساخت اولين موتور الکتريکي تک مولکولي جهان شده‌اند، پيشرفتي که ممکن است طبقه جديدي از افزاره‌هايي را ايجاد کند که در گستره وسيعي از کاربردها از پزشکي گرفته تا مهندسي قابل استفاده هستند.
چارلز اسکايز از «تفتز» مي‌گويد: پيشرفت عظيمي در ساخت موتورهاي مولکولي که با نور و واکنش‌هاي شيميايي توان‌دهي مي‌شوند، اتفاق افتاده است؛ ولي با وجود تعدادي طرح نظري، اين اولين باري است که موتورهاي مولکولي راه‌اندازي شده با الکتريسيته، به نمايش گذاشته مي‌شوند.
«اسکايز» و همکارانش قادر به کنترل يک موتور مولکولي با الکتريسته با استفاده از يک ميکروسکوپ تونل‌زني روبشي دما پايين (LT-STM) بسيار پيشرفته، که يکي از 100 دستگاه موجود در آمريکا است، شدند. اين LT-STM از الکترون‌ها به جاي نور براي ديدن مولکول‌ها استفاده مي‌کند.
در اين شکل، رنگ نارنجي نشانگر سطح مسي است که روي آن اين موتور مولکولي قرار گرفته است. توپ زرد رنگ، پايه گوگردي اين موتور مولکولي است که داراي دو بازويي است که از اتم‌هاي کربن و هيدروژن تشکيل شده‌اند؛ منبع توان بالاي افزاره همان نوک يک ميکروسکوپ تونل‌زني روبشي است که از الکتريسيته براي سمت‌دهي مولکول براي چرخش در يک جهت خاص استفاده مي‌کند
اين گروه، از نوک فلزي ميکروسکوپ مذکور براي تأمين بار الکتريکي به يک مولکول سولفيد متيل بوتيل که بر روي يک سطح مسي رسانا واقع شده است، استفاده کردند. اين مولکول گوگرددار داراي اتم‌هاي هيدروژن و کربني است که شبيه به دو بازو (چهار اتم کربن در يک طرف و يک اتم در طرف ديگر) هستند. اين زنجيره‌هاي کربني براي چرخش به دور پيوند مس - گوگرد آزادي عمل دارند.
اين پژوهشگران نشان دادند که با کنترل دماي مولکول، آنها به طور مستقيم قادر به تأثيرگذاري بر روي چرخش اين مولکول هستند. آنها همچنين ثابت کردند که دماهاي حدود 5 درجه کلوين، يا در حدود منفي 450 درجه فارنهايت، براي ردگيري چرخش موتوري ايده‌آل هستند. در اين دماها، اين پژوهشگران قادر به ردگيري تمام چرخش‌هاي اين موتور مولکولي و تحليل داده‌ها بودند.
اگرچه کاربردهايي براي اين موتور مولکولي الکتريکي قابل پيش‌بيني است، اما ابتدا بايد در دماهايي که اين موتور مولکولي کار مي‌کند، تحولي ايجاد شود. اين موتور در دماهاي بالاتر بسيار سريع‌تر مي‌چرخد که اين کنترل و اندازه‌گيري، چرخش آن را مشکل مي‌کند.
اين پژوهشگران، جزئيات نتايج تحقيقاتي خود را در مجله‌ي «Nature Nanotechnology» منتشر کرده‌اند.
پاسخ با نقل قول
علاقه مندی ها (بوک مارک ها)