Międzynarodowy zespół naukowców stworzył silnik molekularny zainspirowany starożytną śrubą Archimedesa. Urządzenie o rozmiarach zaledwie kilku nanometrów potrafi obracać się pod wpływem prądu elektrycznego i zmieniać kierunek przy zmianie polaryzacji napięcia.
Podstawą jest spiralna cząsteczka helikenu, zsyntetyzowana przez zespół profesora Michaela Pittelkowa z Uniwersytetu Kopenhaskiego. Została ona umocowana między dwiema złotymi elektrodami z atomową precyzją w Instytucie Nauki Weizmanna w Izraelu.
Po przyłożeniu napięcia elektrony przechodzące przez spiralę przekazują jej moment pędu — zupełnie jak strumień wody obracający śrubę. Kierunek obrotu wyznacza „gwint” cząsteczki i jest w pełni kontrolowany przez polaryzację prądu.
To pierwsza demonstracja silnika molekularnego wprawianego w ruch prądem elektrycznym, sztywno umocowanego między dwiema metalowymi elektrodami i zdolnego do obracania się w kontrolowanym kierunku.
Badacze z Uniwersytetu w Augsburgu przeprowadzili symulacje kwantowo-mechaniczne. Wykazali, że po osiągnięciu określonej prędkości obrotu przewodność cząsteczki gwałtownie wzrasta — aż 100 razy.
Eksperymenty prowadzono pod kierownictwem profesora Orena Tala i doktora Anila Kumara Singha. Częścią teoretyczną kierował profesor Fabian Pauly.
Praca została opublikowana w czasopiśmie Nature. Jak wpłynie to na rozwój elektroniki molekularnej w najbliższych latach?
Urządzenie otwiera nową zasadę działania nanomaszyn: prąd uruchamia obrót, a obrót z kolei wzmacnia prąd. Naukowcy zauważają, że próg wzmocnienia można regulować, rozciągając lub ściskając cząsteczkę.
