Муравей
Самый маленький двигатель в мире получил название Ant. С английского это переводится как «муравей», а расшифровывается как actuating nano-transducer – приводящий в действие нанопреобразователь.
Связь с насекомым неслучайна. Двигатель производит на единицу своего веса движущую силу, которая в 100 раз больше, чем у других мускулов или моторов.
Фото: Maciej / Flickr / CC BY 2.0
Плыть сквозь патоку
Профессор Джереми Бомберг, который возглавил работы по созданию двигателя, отметил, что о появлении нанороботов говорят уже много лет, однако их до сих пор не существует. Основная причина – в том, что ранее не было известно эффективного способа заставить нанороботы перемещаться в жидкой среде.
Это как плыть сквозь патоку, но в наномасштабе, так как сила притяжения между молекулами очень высокая.
Самый маленький двигатель способен заставить нанороботы преодолевать силу притяжения между молекулами. Он обладает минимальным весом, наноразмерами и значительной силой, поэтому сможет сдвинуть миниатюрные устройства с места.
Как это работает
Двигатель включает в себя золотые наночастицы, диаметр каждой из которых – 0,06 микрона (в тысячу раз меньше толщины человеческого волоса). Частицы помещены в среду, которая состоит из воды и гелеобразного полимера pNIPAM.
Когда температура среды достигает 32 градусов, частицы золота за счет повысившегося межмолекулярного притяжения слипаются с полимером. Если же температура падает, полимер начинает впитывать воду и расширяться, а частицы отталкиваются друг от друга.
Для контроля температуры в рабочем прототипе устройства используются лазеры, однако можно применять и другие способы. Переходную температуру также можно повысить – к примеру, до температуры тела человека.
В дальнейшем ученым необходимо понять, как контролировать силу двигателя и заставить нанороботы двигаться в нужном направлении.