ساخت کوچک‌ترین موتور مولکولی
ساخت کوچک‌ترین موتور مولکولی
مجله علمی ایلیاد - تیمی از محققین سوئیسی توانسته‌اند موتور مولکولی بسازند که تنها از ۱۶ اتم ساخته شده است. دکتر «اولیور گرونینگ» از آزمایشگاه‌های فدرال علوم مواد و تکنولوژی سوئیس، به‌عنوان همکار این تحقیق، می‌گوید: «با انجام این کار می‌توان گفت به کوچک‌ترین اندازه‌ی ممکن از موتورهای مولکولی نزدیک شده‌ایم.»
این موتور مولکولی، دارای اندازه‌ای کمتر از یک نانومتر است و شامل قسمت چرخنده یا همان روتور و قسمت ثابت یا استاتور است. در واقع این موتور دارای همان بخش‌های ثابت و متحرک موتورهای مرسوم است.
بخش روتور این موتور، از یک مولکول متقارن استیلن «C2H2» ساخته شده است که بر روی سطح استاتور موتور می‌چرخد. بخش روتور می‌تواند در شش وضعیت مختلف قرار داشته باشد. دکتر گرونینگ می‌گوید: «برای این که یک موتور بتواند کار واقعی و مفید انجام دهد، لازم است استاتور به نحوی عمل کند که روتور فقط در یک جهت حرکت کند.»
استاتور این موتور مولکولی دارای یک ساختار مثلثی است و شامل شش اتم پالادیوم و شش اتم گالیوم است. روتور می‌تواند به‌صورت ممتد بچرخد، ولی باید بین گردش ساعتگرد و پادساعتگرد تفاوت وجود داشته باشد. گرونینگ می‌گوید: «با این وضعیت، موتور دارای پایداری ۹۹ درصدی در جهت است که این خصوصیت در دیگر موتورهای مولکولی وجود ندارد. با داشتن این موتور می‌توان راهی برای کسب انرژی در سطح اتمی پیدا کرد.»
محققین می‌گویند: «این موتور مولکولی کوچک می‌تواند با انرژی‌های الکتریکی و گرمایی کار کند. انرژی گرمایی باعث می‌شود حرکت دوار جهت‌دار موتور تبدیل به دوران در جهت‌های مختلف شود. به‌عنوان مثال، موتور در دمای اتاق کاملاً به‌صورت تصادفی با سرعت چند میلیون دور بر ثانیه به عقب و جلو دوران می‌کند. در عوض، انرژی الکتریکی تولید شده توسط یک میکروسکوپ الکترونی، می‌تواند باعث ایجاد دوران‌های جهت‌دار شود. انرژی یک عدد الکترون می‌تواند باعث شود روتور با سرعت شش دور بر ثانیه بچرخد، ولی اگر انرژی تامین شده بیشتر شود، فرکانس حرکت نیز بیشتر می‌شود.»
بر اساس قوانین فیزیک کلاسیک، مقدار حداقلی انرژی برای به حرکت درآوردن روتور وجود دارد که اگر این مقدار انرژی تامین نشود، روتور از حرکت می‌ایستد. در این موتور دانشمندان دریافتند که حتی اگر انرژی تامین شده زیر سطح حداقل انرژی باشد نیز روتور با فرکانسی ثابت در یک جهت می‌چرخد. آن‌ها امیدوار هستند با مطالعه‌ی این موتور، فرآیندهای پخش انرژی در تونل‌های کوانتومی را بهتر درک کنند.
نتایج این مطالعه در مجله‌ی کنفرانس آکادمی ملی علوم آمریکا چاپ شده است.