1,6 нм-шестерни для молекулярных машин и нанороботов

06.05.2022

Устройства становятся все миниатюрнее и для них нужны более крошечные детали. Исследователи из Университета Эрлангена-Нюрнберга (FAU) в Германии сделали самое маленькое в мире рабочее зубчатое колесо. Эта химическая шестерня нужна для работы молекулярных машин и нанороботов. Она поможет создавать электронные компоненты, транспортировать лекарства внутри человеческого тела, манипулировать отдельными клетками или молекулами.

С этой целью ученые уже разработали наноразмерные версии многих деталей, таких как двигатели, поршни, насосы и пропеллеры. Ученые FAU добавили в этот список зубчатку. Она состоит из двух взаимосвязанных компонентов, в том числе молекулы триптицена со структурой, похожей на пропеллер, и перпендикулярной ему плоской секции молекулы тиоиндиго (пластина золотистого цвета).

Вместе они работают как редуктор. Пара имеет передаточное число 2:3. Поэтому когда пластина поворачивается на 180 градусов, пропеллер поворачивается только на 120 градусов. Все устройство содержит 71 атом и имеет длину 1,6 нанометра. Таким образом, это самый маленький рабочий механизм на сегодняшний день.

Систему можно легко включать и выключать с помощью света, за что она получила название молекулярного "фотоустройства". Впервые молекулярные механизмы удалось контролировать напрямую, а не просто наблюдать пассивное движение.

Молекулярное фотоустройство позволит создавать более универсальные наномеханизмы и проложит путь к новым системам наноразмерных редукторов, которые могут передавать движение на большие расстояния, в разных направлениях и с разной скоростью, как и макромасштабные аналоги.

<< Назад: CAMM - новый стандарт оперативной памяти для ультрабуков 07.05.2022

>> Вперед: Экономичная технология улавливания углерода водорослями 06.05.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Звуки капель ускоряют прорастание на 30% 20.05.2026

Растения обладают удивительной чувствительностью к окружающему миру, и новые исследования показывают, что они способны воспринимать даже звуки. Ученые обнаружили, что семена риса ускоряют свое прорастание, реагируя на шум дождя. Этот механизм помогает растениям лучше приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды и может играть важную роль в их выживании. В ходе экспериментов исследователи записывали звуки дождя разной интенсивности. Оказалось, что падение капель создает значительное звуковое давление - сравнимое с тем, которое фиксируют на небольшом расстоянии от двигателей реактивных самолетов. Хотя такие звуки находятся за пределами человеческого слуха и плохо передаются из воды в воздух, они вполне способны влиять на семена, находящиеся под тонким слоем воды или почвы. Ученые провели серию опытов с посевным рисом, который традиционно высевают в увлажненную почву или под слой воды. Семена помещали в лужи глубиной 2,5-3 сантиметра и воспроизводили звуки дождя. Небол ...>>

Volkswagen ID. Polo GTI 20.05.2026

Volkswagen продолжает развивать легендарную линейку GTI, перенося ее дух в эпоху электромобилей. Компания официально представила ID. Polo GTI - первый полностью электрический "горячий" хэтчбек, который сочетает в себе современные технологии и фирменный драйверский характер моделей GTI, история которых началась еще в 1976 году с первого Golf GTI. Премьера новинки прошла во время знаменитой 24-часовой гонки на Нюрбургринге. Электромотор на передней оси развивает 222 л.с. (166 кВт) и выдает 290 Нм крутящего момента. Разгон с 0 до 100 км/ч занимает 6,8 секунды. Хотя динамика не претендует на звание рекордной в классе, Volkswagen сделал акцент на точной управляемости и узнаваемом "GTI-настроении". Для этого автомобиль оснастили блокировкой переднего дифференциала, адаптивной спортивной подвеской DCC и прогрессивным рулевым управлением. ID. Polo GTI использует ту же батарею емкостью 52 кВтч с химией NMC, что и обычная версия модели. Запас хода по циклу WLTP достигает 424 км. Поддержива ...>>

Коты охотнее разговаривают с мужчинами 19.05.2026

Домашние кошки всегда считались довольно сдержанными и избирательными в проявлении эмоций. Однако новое исследование показало, что наши пушистые питомцы гораздо активнее используют голос при общении с мужчинами, чем с женщинами. Это открытие помогает глубже понять особенности кошачьего поведения и природу их отношений с человеком. Ученые из Университета Анкары проанализировали реакцию 31 домашнего кота. Владельцы записывали на видео поведение животных в первые минуты после возвращения домой, стараясь вести себя максимально естественно. Результаты оказались весьма примечательными: в среднем за первые 100 секунд после прихода мужчины коты издавали 4,3 различных вокализации - мяуканье, мурлыканье или характерные "чириканья". При появлении женщины этот показатель составил всего 1,8. Исследователи изучили 22 разных типа поведения кошек, включая трение о ноги, зевки и реакцию на еду. Единственным значимым различием между мужчинами и женщинами оказалась именно частота вокализаций. Возра ...>>

Умная сушилка Xiaomi Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 19.05.2026

Компания Xiaomi представила новую модель Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 - инновационный многофункциональный комплекс, который кардинально меняет представление о сушке одежды и организации балконного пространства. Главное преимущество новинки заключается в гибкой системе организации. Устройство оснащено четырьмя независимыми зонами, благодаря чему одновременно можно сушить совершенно разные типы вещей - от легкого белья и носков до объемных одеял и верхней одежды. Для этого предусмотрено 38 открытых крючков, 32 вращающихся зажима, 20 выдвижных стержней и две специальные сетки, что позволяет оптимально использовать каждый сантиметр пространства. Еще одна яркая особенность - встроенное интеллектуальное освещение. 42-дюймовый световой модуль мощностью 36 Вт и световым потоком 3000 люмен способен полностью заменить потолочную люстру на балконе. Пользователи могут регулировать цветовую температуру в диапазоне от 3000 до 5700 K, создавая комфортную атмосферу для разных сценариев - ...>>

Сильнее всего мы злимся на самых близких 18.05.2026

Многие замечали одну и ту же странную закономерность: на работе или в общении с посторонними людьми мы способны сдерживать раздражение даже в сложных ситуациях, а дома можем вспыхнуть из-за сущей мелочи. Этот парадокс хорошо известен психологам и имеет глубокие нейробиологические причины. Оказывается, дело не в "плохом характере", а в особенностях работы нашего мозга и нервной системы. Когда мы находимся среди малознакомых людей, префронтальная кора головного мозга активно контролирует эмоции. Она выступает в роли внутреннего цензора, подавляя агрессию и помогая выбирать социально приемлемые реакции. Дома же мозг воспринимает окружение как максимально безопасное и предсказуемое, поэтому уровень контроля заметно снижается. В результате накопленные эмоции выходят наружу гораздо ярче и сильнее. Кроме того, мозг формирует особый "эмоциональный архив" именно на близких людей. Даже незначительные обиды и раздражения, которые мы переживаем годами, откладываются в памяти. При новом конфл ...>>

Случайная новость из Архива Чип питается от света, тепла и вибрации 17.07.2012 Чип способен одновременно извлекать энергию из света, тепла и вибрации. Датчики с такими чипами никогда не потребуют наличия внутреннего источника энергии - батарейки или аккумулятора - и смогут работать вечно. Ученые из Массачусетского технологического института совершили важный шаг к появлению датчиков без внутренних источников энергии - батареек и аккумуляторов, - сообщает Physorg. Глава кафедры института по электротехнике и вычислительной технике Сурав Бандиопадхай (Saurav Bandyopadhyay) создал чип, способный "черпать" энергию из окружающей среды: света, тепла и вибрации. Ранее исследования в этом направлении уже проводились. Коллега ученого Ананта Чандракасан (Anantha Chandrakasan) научился брать электрическую энергию из трех различных источников по-отдельности: света, тепла и вибрации. В новой работе ученый объединил возможность брать энергию из указанных источников в одной микросхеме, а также повысил эффективность питания. Созданный чип может брать энергию от перемещения частей тела человека, например, при его ходьбе, или от разницы температур в человеческом теле. Датчики с такими чипами могут использоваться для съема параметров организма и работать бесконечное время. В свою очередь, датчики, установленные на автомобильных и железнодорожных мостах, которые информируют службы о состоянии конструкции, могут брать энергию от вибрации, образующейся вследствие прохождения по мосту транспорта. Основная сложность, по словам разработчика, заключалась в создании электрической схемы чипа, которая бы смогла обрабатывать сразу несколько источников, отличающихся разной мощностью. Как правило, эта проблема решается простым автоматическим выбором того источника, который дает максимальную мощность. По словам Бандиопадхая, такой подход менее эффективен, потому что энергия оставшихся источников в это время расходуется впустую. "Вместо этого мы научились получать энергию от всех источников разом", - комментирует ученый. Сделано это было с помощью конденсаторов, которые накапливают заряд от других источников тогда, когда питание осуществляется от основного. Второй задачей стала минимизация энергии, которую схема потребляет сама. Обычно питание осуществляется через аккумулятор или конденсатор повышенной емкости. Энергия поступает к ним, а только затем - к основной цепи. Бандиопадхай заставил схему работать напрямую от источника энергии. По его словам, это существенно подняло эффективность.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026