Международная группа учёных создала молекулярный мотор, вдохновлённый древним винтом Архимеда. Устройство размером всего в несколько нанометров способно вращаться под действием электрического тока и менять направление при смене полярности напряжения.
В основе — спиральная молекула гелицена, синтезированная командой профессора Михаэля Питтелькова из Копенгагенского университета. Её закрепили между двумя золотыми электродами с атомарной точностью в Институте науки Вейцмана в Израиле.
При подаче напряжения электроны, проходящие через спираль, передают ей угловой момент — точно как поток воды крутит винт. Направление вращения задаёт «резьба» молекулы и полностью контролируется полярностью тока.
Это первая демонстрация молекулярного мотора, приводимого в движение электрическим током, жёстко закреплённого между двумя металлическими электродами и способного вращаться в управляемом направлении.
Исследователи из Аугсбургского университета провели квантово-механические симуляции. Они показали, что при достижении определённой скорости вращения проводимость молекулы резко возрастает — до 100 раз.
Эксперименты проводили под руководством профессора Орена Таля и доктора Анила Кумара Сингха. Теоретическую часть возглавил профессор Фабиан Паули.
Работа опубликована в журнале Nature. Как это повлияет на развитие молекулярной электроники в ближайшие годы?
Устройство открывает новый принцип работы наномашин: ток запускает вращение, а вращение, в свою очередь, усиливает ток. Учёные отмечают, что порог усиления можно регулировать, растягивая или сжимая молекулу.
