Двигатель из молекул

02.08.2012

Аспирант Ник Вукотич и его команда исследователей опубликовала в Nature Chemistry исследование, которое переворачивает современную химию. Ученые смогли доказать, что связанные друг с другом молекулы могут выполнять механическую работу непосредственно внутри твердых материалов. Это может стать вехой в развитии компьютерной техники, поскольку появляется возможность управления электронными свойствами материалов на молекулярном уровне. По существу, явление открывает новый путь для разработки молекулярных машин: от нанороботов до новых типов электроники.

Открытие было сделано при исследовании нового материала UWDM-1 (University of Windsor Dynamic Material) - это порошкообразное вещество, которое содержит молекулы ротаксана и двуядерный комплекс меди. Молекулы ротаксана напоминают по форме колесо с продетой сквозь него "осью". Но самое главное: нагрев UWDM-1 приводит к тому, что микроскопические колеса начинают быстро вращаться вокруг своей оси. При охлаждении материала они прекращают движение. Все детали крошечного двигателя настолько малы, что их нельзя увидеть под микроскопом, поэтому факт вращения колес был подтвержден с помощью магнитно-резонансной спектроскопии.

Данное открытие означает, что молекулами в твердых кристаллических материалах можно манипулировать и создавать из них твердотельные молекулярные переключатели и молекулярные машины на основе механической блокировки молекул.

<< Назад: Проблему аккумуляторов выявил рентген 03.08.2012

>> Вперед: Вселенная под угрозой темной энергии 02.08.2012

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Раны заживляются быстрее 03.12.2012 Плохое заживление ран от диабетических язв и других заболеваний тяжелым бременем ложится на семейный бюджет, увеличивая расходы на здравоохранение. В Мичиганском университете провели ряд изысканий, которые навели исследователей на новые, эффективные методы лечения. Оказывается, те же самые железы, которые заставляют нас потеть, несут ответственность за другую жизненно важную для вашего здоровья работу: они способствуют заживлению ран. Кожа человека богата миллионами экзокринных потовых желез, которые помогают телу остыть после похода в тренажерный зал или прогулки в жаркий день. Эти же железы, как показывают новые исследования ученых из Мичиганского университета, также играют ключевую роль в заживлении кожных ран - царапин, ожогов и язв. "Лечение хронических ран, пролежней и язв, в том числе вызванных диабетом, стоит десятки миллиардов долларов в год в одних только Соединенных Штатах, и это сумма только продолжает расти. Что-то не работает", - говорит доктор Лора Ритти, профессор дерматологии в Медицинской школе Мичиганского университета. Теперь исследователи считают, что они обнаружили один из самых мощных тайных целительных инструментов нашего тела. Классическое понимание механизма затягивания ран заключается в том, что новые клетки кожи поступают из волосяных фолликулов и с неповрежденных участков кожи на краях раны. Результаты исследований показывают, что клетки появляются из-под раны. Предполагается, что человеческие экзокринные потовые железы также хранят некоторое число взрослых стволовых клеток, которые могут быстро начать работу, чтобы помочь заживлению. "На первый взгляд, кажется странным, что столь важная функция потовых желез до сих пор не была открыта, - говорит доктор Ритти. - Однако для этого есть причина - экзокринные потовые железы оказались недостаточно изученными, поскольку отсутствуют у лабораторных животных, которых обычно используют для исследований. Мы обнаружили, что человеческая кожа исцеляется особенным образом. Регенеративный потенциал потовых желез был одним из самых больших секретов нашего организма. Наше исследование, конечно, уже продвинуло наше понимание процессов заживления, и, как мы надеемся, проложит путь для улучшения целевой терапии".

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025