Nanocar: відмінності між версіями

▲Nanocar - це молекула, розроблена 2005 року в Університеті Райса групою, очолюваною професором Джеймсом Туром. З погляду на назву, оригінальний нанокар насправді не містить молекулярного двигуна, отже, це не автомобіль. Швидше, він був розроблений, щоби відповісти на питання про те, як фулерени переміщаються на металевих поверхнях; зокрема, чи будуть вони котитися або ковзати (вони котяться).

▲Молекула складається з H-подібного «шасі» з групами фулеренів, прикріпленими до чотирьох кутів, щоби діяти як колеса.

▲За розсіяння по поверхні золота, молекули приєднуються до неї через власні групи фулеренів і виявляються за допомогою сканувальної тунельної мікроскопії (STM). Можна визначити їх орієнтацію, оскільки довжина рами, трохи коротша її ширини.

▲Під час нагрівання поверхні до 200 °C, молекули рухаються вперед і назад, коли вони котяться на своїх фуллеренових «колесах». Нанокар може прокотитися, тому що фуллеренове колесо встановлено на «осі» алкінілу через вуглець-вуглецевий одинарний зв'язок. Водень на сусідньому вуглеці не є великою перешкодою для вільного обертання. Коли температура досить висока, чотири вуглець-вуглецеві зв'язки обертаються, і автомобіль опускається. Іноді напрямок руху змінюється, коли молекула повертається. Те, що вони котяться було підтверджено професором Кевіном Келлі, також з Райса, коли він потягнув молекулу кінчиком STM.

▲'''Незалежний ранній концептуальний внесок'''

▲Концепція нанокара, побудована з молекулярних «tinkertoys», вперше була висунута на п'ятій конференції Foresight з молекулярної нанотехнології (листопад 1997 г.) [2]. Згодом розширену версію було опубліковано в Annals of Improbable Research. [3] Ці роботи повинні бути не настільки серйозним внеском до фундаментальної дискусії про межі висхідної дрекслеровської нанотехнології і концептуальних меж того, наскільки далеко можуть бути проведені механістичні аналогії Еріка Дрекслера. Важливою особливістю цієї концепції нанокаров було те, що всі молекулярні компонентні тінкерти, були відомі і синтезовані молекули (на жаль, деякі дуже екзотичні і лише недавно виявлені, наприклад, персонали, а особливо - колесо тривалентного заліза, 1995), на відміну від деяких дрекслеровскіх алмазоідних структур які були тільки постульовано і ніколи не були синтезовані; і система приводу, яка була вбудована в колесо тривалентного заліза та керування нею неоднорідним або залежним від часу магнітним полем підкладки - концепцією «двигун в колесі».

▲'''Nanodragster'''

▲Nanodragster, який отримав назву найменшого гарячого стрижня у світі, являє собою молекулярний нанокар. [1] [4] Конструкція покращує попередні нанокарові пристрої і є кроком на шляху до створення молекулярних машин. Назва походить від подібності нанокаров з драгстером, оскільки у нього коротша вісь з меншими колесами спереду і більша вісь з великими колесами ззаду.

▲Нанокар було розроблено у науково-технічному інституті ім. Річарда Е. Смолли в Університеті Райса командою Джеймса Тур, Кевіна Келлі і інших колег, які беруть участь в його дослідженнях. [5] [6] Раніше розроблений нанокар був від 3 до 4 нанометрів, який був трохи більше нитки ДНК і був приблизно в 20 000 разів тоншим від людської волосини [7]. Ці нанокари були побудовані з вуглецевими серветками для їх чотирьох коліс, що зажадало 400 ° F (200 ° C), щоби змусити його рухатися. З іншого боку, нанокар, який використовував p-карборанові колеса, рухається як на льоду. Такі спостереження привели до виробництва нанокаров, які мали обидва колеса.

▲Нанодрагстер у 50 000 разів тонший людської волосини і має максимальну швидкість 0,014 міліметра за годину. Задні колеса являють собою сферичні молекули фулерену, або buckyballs, що складаються з шістдесяти атомів вуглецю кожен, які притягуються до волокнистого волокна, що складається з дуже тонкого шару золота. Ця конструкція також дозволила команді Tour, працювати з пристроєм за більш низьких температурах.

▲Нанодрагстер і інші нано-машини призначено для транспортування предметів. Ця технологія може використовуватися під час виготовлення комп'ютерних схем і електронних компонентів або у поєднанні з фармацевтичними препаратами всередині людського організму. Тур також припустив, що знання, отримані у підсумку досліджень нанокарів, допоможуть побудувати ефективні каталітичні системи у майбутньому.