Một nhóm nhà khoa học quốc tế đã tạo ra một động cơ phân tử lấy cảm hứng từ chiếc vít Archimedes cổ đại. Thiết bị chỉ có kích thước vài nanomet này có khả năng quay dưới tác dụng của dòng điện và đổi chiều khi đảo cực tính của điện áp.
Nền tảng của thiết bị là một phân tử helicene dạng xoắn ốc, được tổng hợp bởi nhóm của giáo sư Michael Pittelkow tại Đại học Copenhagen. Phân tử này được gắn giữa hai điện cực vàng với độ chính xác nguyên tử tại Viện Khoa học Weizmann ở Israel.
Khi đặt điện áp, các electron đi qua chuỗi xoắn ốc truyền cho nó mômen động lượng — đúng như dòng nước làm quay một chiếc vít. Chiều quay do «ren» của phân tử quy định và được kiểm soát hoàn toàn bằng cực tính của dòng điện.
Đây là lần đầu tiên trình diễn một động cơ phân tử được dẫn động bằng dòng điện, được gắn chắc chắn giữa hai điện cực kim loại và có khả năng quay theo chiều được điều khiển.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Augsburg đã tiến hành các mô phỏng cơ học lượng tử. Họ chỉ ra rằng khi đạt tới một tốc độ quay nhất định, độ dẫn điện của phân tử tăng vọt — lên tới 100 lần.
Các thí nghiệm được thực hiện dưới sự chỉ đạo của giáo sư Oren Tal và tiến sĩ Anil Kumar Singh. Phần lý thuyết do giáo sư Fabian Pauly đứng đầu.
Công trình được công bố trên tạp chí Nature. Điều này sẽ ảnh hưởng thế nào đến sự phát triển của điện tử phân tử trong những năm tới?
Thiết bị mở ra một nguyên lý hoạt động mới cho các cỗ máy nanomet: dòng điện khởi động chuyển động quay, và đến lượt mình, chuyển động quay lại khuếch đại dòng điện. Các nhà khoa học lưu ý rằng có thể điều chỉnh ngưỡng khuếch đại bằng cách kéo giãn hoặc nén phân tử.
