Ученые уменьшили архимедов винт до размера одной молекулы
Молекулярный мотор, вдохновленный древним архимедовым винтом, вращается под действием электричества и увеличивает проводимость до 100 раз
Short Summary
Международная группа исследователей создала молекулярный мотор, который вращается при пропускании электрического тока, может менять направление при смене полярности напряжения и во время вращения повышает электропроводность до 100 раз. Вдохновлённый Архимедовым винтом, мотор размером в несколько миллионных долей миллиметра представляет собой спиральную молекулу, размещённую между двумя золотыми электродами.
Молекулярные машины считаются перспективным направлением миниатюризации, а работы в этой области были отмечены Нобелевской премией по химии 2016 года. Первые молекулярные моторы с электрическим приводом появились в 2011 году, но они работали на поверхностях и приводились в движение иглой сканирующего туннельного микроскопа. Новый мотор иначе использует принцип Архимедова винта: спиральная молекула, созданная в Университете Копенгагена, закрепляется на золотых поверхностях через атомы серы, а исследователи из Института Вейцмана разместили отдельные молекулы между двумя золотыми электродами, заточенными до атомных размеров. Электроны, проходя через спираль, передают молекуле угловой момент и вызывают вращение; при напряжении выше порога движение становится непрерывным, а квантовомеханические симуляции в Университете Аугсбурга на суперкомпьютере LiCCA помогли объяснить рост тока.
Открытие может способствовать развитию молекулярных электронных компонентов, спинтроники и микрожидкостных систем, а также дать учёным новый инструмент для изучения физических процессов на атомном масштабе. Главный результат состоит в новом принципе работы машин на пределе миниатюризации: электрический ток создаёт направленное вращение, а само вращение, в свою очередь, управляет током.
Молекулярный мотор управляется электричеством
Мотор вращается при пропускании тока, а направление вращения меняется при смене полярности напряжения
Дизайн основан на Архимедовом винте
Спиральная молекула размещена между двумя золотыми электродами; проходящие электроны передают ей угловой момент и вызывают вращение
Проводимость возрастает до 100 раз
Во время вращения молекула занимает высокопроводящие положения, которые в состоянии покоя естественно избегает
Работа объединяет эксперимент и теорию
Квантовомеханические расчёты на суперкомпьютере LiCCA воспроизвели вращение и рост тока, подтвердив новый принцип для молекулярной электроники и спинтроники
Text generated using AI


