有前途的纳米电机将能够积累并利用光能移动

直到最后一刻，有发展前景的纳米器件在医学，技术和生物技术中的进一步应用的基石之一是创建纳米电机，或更确切地说，是纳米电机的节能电源。剑桥大学的科学家报告了这种纳米电动机的创造取得了明显的成功。

专家称他们的引擎为ANT（致动纳米传输器），并且不需要像微型科幻电影《奇幻之旅》中的许多方面那样，就可以控制微型飞行员来控制它们。于1966年放租。在剑桥实验室中制造的纳米电动机将受到远程控制，并且像微观蚂蚁一样，将能够产生能量并将有用的负载传递到所需的距离，从而超过其“身体”的大小。

如何运作

ANT纳米电机的工作原理与弹簧机构的原理非常相似。该发动机基于许多金纳米颗粒，它们通过基于对温度变化敏感的聚合物的凝胶状物质以特定配置相互连接。通过引导激光辐射，纳米颗粒被加热，这导致整个结构的温度升高，结果，从聚合物中去除了水分子。该过程进行得非常快，并伴随着像机械弹簧一样压缩纳米马达的“主体”。因此，吸收的光能以压缩的“纳米弹簧”的弹性机械能的形式积累。

关闭光源（在我们的示例中为激光器）会导致纳米电机的ANT体同样快速地冷却，并吸收周围环境中的水。结果，发生了相反的过程-凝胶状聚合物几乎立即增加了体积，释放了光量子的存储能量。充当催化剂的金纳米颗粒可以增加过程的强度和所产生动力的绝对值。同样，至关重要的是，使纳米马达膨胀的过程（及其压缩）必须在瞬间完成，并且与微爆炸类似。



对纳米机制效率的最直接影响是由作用于物质分子水平的范德华力产生的。在日常生活的宏观层面上，在纳米层面上，它们几乎没有引起注意，它们的影响非常非常重要。得益于范德华力，壁虎蜥蜴具备了惊人的能力，可以沿着抛光玻璃的墙壁和天花板快速移动，并与覆盖其四肢的成千上万的微型毛发表面接触。



科学家创造的ANT纳米马达会累积光通量的能量，并将其大部分转化为重金属和凝胶状聚合物分子吸引纳米颗粒的能量。在此非常重要的是，在断裂形成的键时产生的能量要比由于材料的单次压缩而积累的能量高出几倍，这种材料在一定时间内无法连续积累能量。由于这种差异，完成了完成任务所需的有用工作。

现有的发展局限性

不幸的是，科学家们找到了一种在纳米机制水平上有效地积累和释放能量的方法，但尚未找到一种方法来将能量流集中在任何一个所需方向上，这是定向运动所必需的。如今，这是将科学界与制造能够驱动微型纳米机器人的受控纳米马达分开，以及从很大程度上将后者用作药物输送工具，显微手术操作中的远程控制仪器等方面分开的最后障碍。

同时，获得的结果使剑桥大学的科学家使用ANT-纳米马达开始着手开发涉及微流液体芯片的受控泵和阀，这些泵和阀将用于新一代芯片实验室，生物传感器和先进的诊断设备。

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Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN394373/