Esta ilustración muestra la estructura de los motores moleculares diseñados por el equipo internacional de científicos. Crédito:Saw-Wai Hla
(Phys.org) —Un equipo internacional de científicos ha dado el siguiente paso en la creación de máquinas a nanoescala mediante el diseño de un motor molecular de componentes múltiples que se puede mover en sentido horario y antihorario.
Aunque los investigadores pueden rotar o activar y desactivar moléculas individuales, El nuevo estudio es el primero en crear un motor molecular independiente que tiene múltiples partes, dijo Saw-Wai Hla, un profesor de física y astronomía de la Universidad de Ohio que dirigió el estudio con Christian Joachim de A * Star en Singapur y CEMES / CNRS en Francia y Gwenael Rapenne de CEMES / CNRS.
Es un paso esencial en la creación de dispositivos a nanoescala (máquinas cuánticas que operan con leyes de la física diferentes a las de las máquinas clásicas) que los científicos imaginan que podrían usarse para todo, desde alimentar computadoras cuánticas hasta eliminar los coágulos de sangre en las arterias.
En el estudio, publicado en Nanotecnología de la naturaleza , los científicos demostraron que podían controlar el movimiento del motor con la energía generada por los electrones de la punta de un microscopio de efecto túnel. El motor tiene aproximadamente 2 nanómetros de largo y 1 nanómetro de alto y fue construido sobre una superficie de cristal de oro.
A una temperatura de menos 315 grados Fahrenheit, el motor podría moverse de forma independiente mediante excitación térmica. Cuando los científicos enfriaron la muestra a menos 450 grados, el motor dejó de girar. Los investigadores aplicaron selectivamente energía de electrones a diferentes partes del motor para que se moviera en sentido horario y antihorario.
Estas imagenes, tomado con un microscopio de efecto túnel, muestra el motor molecular mientras gira a menos 315 grados Fahrenheit (arriba), y rotaciones escalonadas mediante tunelización de electrones a menos 450 grados (a - h) (secuencia de imagen inferior). Crédito:Saw-Wai Hla
"Si queremos construir un dispositivo real basado en este motor, instalaríamos electrodos en la superficie para crear una fuente de energía, "Hla dijo. Para construir el motor molecular, el equipo científico diseñó una base estacionaria de átomos que está conectada a una parte superior móvil por un átomo de rutenio, que sirve como "cojinete de bolas". La pieza superior del motor presenta cinco brazos hechos de átomos de hierro. Los investigadores hicieron un brazo más corto que los otros para poder seguir el movimiento de la máquina. Todo el dispositivo se mantiene en posición vertical utilizando azufre como "pegamento atómico" para asegurar el motor a la superficie dorada. Hla explicó.
Los científicos ahora planean usar este modelo para construir máquinas más complejas con componentes que podrían automatizarse. Dijo Hla.
