О наноприводе из двух молекул

Исследователям из Токийского университета (Япония) удалось синтезировать новый тип наноактюатора, который приводится в движение светом. Это открытие может помочь ученым создать сложные НЭМС, которые, возможно, будут работать на световой энергии.

«Решение проблемы передачи и превращения разных видов энергии одного в другой в наноразмерном диапазоне — один из открытых воп-

росов наномеханики. Если нам удастся достаточно узнать о молекулах- двигателях, то на их основе можно будет создать более сложные нано- сисгемы: нанороботы, механокомпьютеры и более сложные наномашины», — говорит ученый Казуши Кинбара из Токийского университета.

Оказывается, ученым из Японии удалось создать не просто новый тип актюатора, а полноценную молекулярную машину, копирующую работу двигателя внутреннего сгорания автомобиля. Работа двух молекул использует принцип работы кривошипно-шатунного механизма совместно с поршнем, только на атомарном уровне (рис. 4.12).

Основа двигателя — молекула ферроцена (Fe(C5Hs)2), два кластера порфирина цинка и цепочки азобензена. Эти цепочки связывают ферроцены с порфириновыми кластерами, в итоге молекула походит более на механизм с педалями, чем на «чистый» кривошип. Под воздействием ультрафиолетового излучения азобензен изменяет форму на цисизомер, это эффект так называемой фотоизомерии, когда фотоны вызывают обратимое изменение структуры молекулы. Это приводит к тому, что две «педали» изменяют свое положение в пространстве. При освещении молекулы обычным светом, а не ультрафиолетом «педали» возвращаются на прежнее положение.

На «педалях» ученые установили специальные присоединительные места для адгезии с другой молекулой, которая выступает в качестве ротора. Как только педали начинают двигаться, молекула-ротор тоже приходит в движение.

Большим достижением Кинбара считает тот факт, что движение в наномоторе передается не через ковалентную химическую связь. Дальнейшие планы ученых — создать более сложную молекулярную машину, состоящую из большого числа наномоторов.