Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис. 1: изготовленные молекулярные роторы (съемка СТМ)
Рис. 2: R-изомер (сверху вниз: его схема, распределение вероятностей поворота на различные углы и энергетическая диаграмма для разных углов поворота)
Рис. 3: S-изомер (сверху вниз: его схема, распределение вероятностей поворота на различные углы и энергетическая диаграмма для разных углов поворота)

Молекулярные электродвигатели – первые шаги, то есть обороты.

Ключевые слова:  наномашины, наноустройства, сканирующая туннельная микроскопия

Опубликовал(а):  Чепиков Всеволод Николаевич

27 октября 2011

Разработка молекулярных движителей – очень интересная тема. Но она чрезвычайно сложна и малоизученна, ведь от молекулярных движителей требуется использование внешних источников энергии (ими могут быть свет или различные химические вещества) и способность двигаться строго заданным образом. В частности, молекулярные электродвигатели долгое время оставались лишь теоретической концепцией.

К настоящему времени установлено, что в качестве роторов таких электромоторов могут применяться молекулы метилбутилсульфидов, адсорбированные на (111)-поверхности меди. Стоит отметить, что молекула метилбутилсульфида, является прохиральной, то есть при введение заместителя к атому серы может становиться хиральной (оптически активной). Таким "заместителем" служит поверхность металла, адсорбирующая эти молекулы в виде R- и S-изомеров.

Долгое время существовала проблема одновременной подачи энергии к молекуле и мониторинга ее вращения. В ходе экспериментов удалось установить, что подходящим источником энергии является игла сканирующего туннельного микроскопа.

По результатам экспериментов было сделано интересное открытие: разные оптические изомеры (R и S) совершенно по-разному реагируют на подвод тока. Если R-изомер проявляет 5%-направленное вращение против часовой стрелки (то есть оборотов против часовой стрелки на 5% больше), то его энантиомер вообще не проявляет избирательной направленности, зато вращается в 3 раза быстрее. Ученые объясняют это геометрией самой токоподводящей иглы, которая, по-видимому, взаимодействует с энантиомерами различно.

Как оказалось, барьер вращения сульфидной молекулы равен всего 0,01 эВ. Однако к ней подводились электроны с гораздо большей энергией (0,375 эВ), большая часть энергии уходит на возбуждение молекулы. Было установлено, что время жизни возбужденного состояния составляет около 1-10 пс, но этого хватает, чтобы молекула успела повернуться, как правило, на 60o.

Частота вращения в 30 Гц при всего 5% направленности, не говоря уже о том, что подобными свойствами обладает только один из энантиомеров - по всем этим параметрам молекулярные электродвигатели уступают макродвигателям. Однако, по заверениям исследователей, все испытания проводились с заведомо более низким током, чем можно было бы подводить. Поэтому, возможно, характеристики удастся улучшить, а применение молекулярных двигателей в наномашинах – приблизить.


Источник: Nature Nanotechnology



Комментарии
Палии Наталия Алексеевна, 27 октября 2011 16:50 
Зачем нужны нанодвигатели?!...
Там ведь и так движется всё, что должно двигаться.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Одноэлектронный транзистор
Одноэлектронный транзистор

Премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год
Объявлены лауреаты премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год. Премией отмечены 50 работ молодых столичных ученых. Среди лауреатов 12 сотрудников МГУ имени М.В.Ломоносова. Конкурс на получение премий Правительства Москвы молодым ученым проводится с 2013 года. Торжественное награждение победителей состоится 7 февраля 2020 года в Государственном Кремлевском дворце.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Перерождение кремния: от полупроводника к металлу. Морская губка – основа для создания новых наноструктурных композитов. Нитрид-борные аналоги углеродных колец. Лучшие научные сюжеты года по версии APS. Сверхпроводимость ставит новый температурный рекорд. Звук переносит массу? Всяко-разно.

Наносистемы: физика, химия, математика (2019, том 10, № 6)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume10/10-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Да пребудет с вами сила плазмонов!
А.А.Семенова, Э.Н.Никельшпарг, Е.А.Гудилин, Н.А.Браже
Ученые Московского университета приблизились к решению проблем современной медицинской диагностики с использованием единичных клеток и их органелл путем разработки новых неинвазивных оптических методов анализа.

Юрий Добровольский: «Через 50 лет вся энергия будет вырабатываться биоорганизмами»
Андрей Бабицкий, Юрий Добровольский
Главный редактор ПостНауки Андрей Бабицкий побеседовал с химиком Юрием Добровольским о науке о материалах, будущем энергетики и новых аккумуляторах

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.