Исследователи строят самый крошечный двигатель в мире

Источник «infuture.ru» / фото - «infuture.ru» 04.05.2016 09:38

Исследователи разработали самый маленький двигатель в мире – размером всего несколько миллиардных долей метра, – использующий свет для питания.
Наноразмерный двигатель, разработанный исследователями из Кембриджского университета, может стать основой будущих наномашин, которые могут перемещаться в воде, ощущая окружающую среду, или даже входить в живые клетки для борьбы с заболеванием.

Прототип устройства состоит из крошечных заряженных частиц золота, связанных вместе с полимерами, реагирующими на температуру, в форме геля. Когда "нано-двигатель" нагревается до определенной температуры с помощью лазера, он сохраняет большое количество упругой энергии за долю секунды, поскольку полимерные покрытия выталкивают всю воду из геля и коллапсируют. Этот эффект заставляет наночастицы золота скрепляться друг с другом в плотные скопления. Но, когда устройство охлаждается, полимеры впитывают воду и расширяются, а наночастицы золота сильно и быстро раздвигаются, как пружина. Результаты представлены в журнале PNAS.

"Это похоже на взрыв," сказал доктор Тао Дин (Tao Ding) из Кавендишской лаборатории Кембриджа, и первый автор статьи. "У нас сотни золотых шаров разлетаются за миллионную долю секунды, когда молекулы воды раздувают полимеры вокруг них".

"Мы знаем, что свет может нагреть воду для питания паровых двигателей", сказал соавтор исследования доктор Венцислав Валев (Ventsislav Valev) из Университета Бата. "Но теперь мы можем использовать свет для питания поршневого двигателя на наноуровне".

Ученые и общественность уже давно мечтают о наномашинах, но так как способы привести их в движение еще не разработаны, они остались в области научной фантастики. Новый метод, разработанный исследователями Кембриджского университета невероятно прост, но может быть очень быстрым и предложить большие возможности.

Силы, прикладываемые этими крошечными устройствами на несколько порядков больше, чем для любого другого ранее производимого устройства, с силой на единицу веса почти в сто раз лучше, чем любой двигатель или мышцы. По мнению исследователей, эти устройства также биосовместимы, экономически эффективны для производства, с быстрым реагированием и низким энергопотреблением.

Профессор Джереми Баумберг (Jeremy Baumberg) из Кавендишской лаборатории, руководивший исследованием, назвал устройств "ANTs" или приводящий в действие нанопреобразователь. "Как настоящие муравьи, они обладают значительно большей силой при своем весе. Перед нами сейчас стоит задача, как контролировать эту силу для применения в нано-машинах".

Новость на сайте «infuture.ru» / Интересные / 2016-05-04T09:38:00+03:00 / 535

Другие новости / Интересные

Интересные