Nanomotors yang menjanjikan akan dapat menumpuk dan menggunakan energi cahaya untuk bergerak

Salah satu pilar dalam pengembangan nanodevices yang menjanjikan untuk digunakan lebih lanjut dalam kedokteran, teknologi, bioteknologi hingga saat-saat terakhir adalah penciptaan nanomotors, atau lebih tepatnya, sumber daya hemat energi untuk nanomotors. Para ilmuwan di University of Cambridge melaporkan beberapa keberhasilan nyata dalam penciptaan nanomotor tersebut .

Spesialis menyebut mesin mereka ANT (penggerak nano transduser), dan untuk mengendalikannya mereka tidak perlu kehadiran pilot miniatur, seperti yang terjadi dalam banyak hal dalam film fiksi ilmiah kenabian Fantastic Journeydirilis untuk disewa kembali pada tahun 1966. Nanomotors yang dibuat di laboratorium Cambridge akan dikendalikan dari jarak jauh dan, seperti semut mikroskopis, akan dapat menghasilkan energi dan membawa beban yang berguna ke jarak yang diinginkan, melebihi ukuran "tubuh" mereka sendiri.

Bagaimana cara kerjanya

Prinsip operasi nanomotor ANT sebagian besar mirip dengan prinsip mekanisme pegas. Mesin ini didasarkan pada sejumlah nanopartikel emas yang saling berhubungan dalam konfigurasi tertentu oleh zat seperti gel yang didasarkan pada polimer yang sensitif terhadap perubahan suhu. Dengan mengarahkan radiasi laser, partikel nano dipanaskan, yang mengarah ke peningkatan suhu seluruh struktur dan, sebagai akibatnya, penghapusan molekul air dari polimer. Proses berlangsung sangat cepat dan disertai dengan kompresi "tubuh" nanomotor seperti pegas mekanik. Dengan demikian, energi cahaya yang diserap terakumulasi dalam bentuk energi mekanik elastis dari "nanospring" terkompresi.

Mematikan sumber cahaya (dalam kasus kami, laser) mengarah ke pendinginan yang sama cepat dari tubuh ANT dari nanomotor dan penyerapan air dari lingkungan. Sebagai akibatnya, proses sebaliknya terjadi - polimer seperti gel hampir secara instan meningkatkan volumenya, melepaskan energi yang tersimpan dari kuanta cahaya. Nanopartikel emas, bertindak sebagai katalis, dapat meningkatkan intensitas proses dan nilai absolut dari kekuatan motif yang diciptakan. Sekali lagi, sangat penting bahwa proses perluasan nanomotor (serta kompresinya) berlangsung dalam sepersekian detik dan mirip dengan ledakan mikro.



Dampak paling langsung pada efisiensi nanomekanisme diberikan oleh gaya van der Waals yang bekerja pada tingkat molekul zat. Sebenarnya tidak terlihat pada tingkat makro dalam kehidupan sehari-hari, pada tingkat skala nano, pengaruhnya sangat, sangat signifikan. Berkat kekuatan Van der Waals, kadal tokek memperoleh kemampuan luar biasa untuk bergerak cepat di sepanjang dinding dan langit-langit kaca yang dipoles, bersentuhan dengan permukaan ratusan ribu rambut mini yang menutupi anggota tubuh mereka.



Nanomotors ANT yang dibuat oleh para ilmuwan mengakumulasi energi fluks cahaya, mengubah sebagian besar dari itu menjadi energi tarik nanopartikel dari logam berat dan molekul-molekul polimer seperti gel. Dan di sini sangat penting bahwa energi yang dihasilkan pada saat putusnya ikatan yang terbentuk ternyata beberapa kali lebih tinggi daripada yang akan diakumulasikan sebagai akibat satu kompresi material yang tidak memiliki kemampuan untuk terus mengakumulasi energi selama periode waktu tertentu. Karena perbedaan ini pekerjaan yang berguna diperlukan untuk menyelesaikan tugas selesai.

Keterbatasan Pengembangan yang Ada

Sayangnya, menemukan cara untuk mengakumulasi secara efisien dan melepaskan energi pada tingkat nanomekanisme, para ilmuwan belum menemukan cara untuk memfokuskan aliran energi dalam satu arah yang diinginkan, yang diperlukan untuk gerakan yang ditargetkan. Saat ini, ini adalah hambatan terakhir yang memisahkan komunitas ilmiah dari penciptaan nanomotors terkendali yang mampu mengendarai nanorobot kecil, dan pada umumnya dari penggunaan yang terakhir sebagai kendaraan untuk pengiriman obat-obatan, instrumen yang dikendalikan dari jarak jauh selama operasi mikro, dll.

Pada saat yang sama, hasil yang diperoleh memungkinkan para ilmuwan dari Universitas Cambridge, menggunakan ANT - nanomotors, untuk memulai pengembangan pompa dan katup yang terlibat dalam chip cairan mikroflow, yang akan digunakan di laboratorium-on-a-chip, biosensor dan peralatan diagnostik canggih generasi baru.

_Sumber

---

Itu saja, dengan Anda ada layanan sederhana untuk memilih peralatan Dronk.Ru yang kompleks  . Jangan lupa untuk berlangganan ke blog kami  , akan ada banyak hal yang lebih menarik ... Sponsor pos adalah layanan cashback  LetyShops . Mengembalikan uang untuk setiap pembelian di Internet. Baca lebih lanjut tentang layanan cashback di artikel kami.  Pilih layanan cashback untuk ulang tahun ke-6 Aliexpress.

Source: https://habr.com/ru/post/id394373/