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

 

Углеродный наноматериал "Таунит"
Углеродный наноматериал "Таунит"

Периодическую таблицу Менделеева опять улучшили: наночастицы пятивалентного плутония
Соединения шестивалентного плутония в щелочной среде могут привести к кристаллизации фазы (NH4)PuO2CO3, которая стабильна в течение нескольких месяцев и содержит пятивалентный плутоний. Получение новой фазы пятивалентного плутония фундаментально интересно и открывает новые возможности в разработке более эффективных технологий переработки радиоактивных отходов.

MAPPIC 2019. Второй день
15 октября 2019 года прошел второй день I Московской осенней международной конференции по перовскитной фотовольтаике (Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference – MAPPIC-2019). В сообщении приведены темы докладов и небольшой фоторепортаж.

MAPPIC 2019. Первый день
14 октября 2019 года успешно открылась I Московская осенняя международная конференция по перовскитной фотовольтаике (Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference – MAPPIC-2019). В сообщении приведены темы докладов и небольшой фоторепортаж.

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

Как правильно заряжать аккумулятор?
Д. М. Иткис
Химик Даниил Иткис о том, как правильно заряжать аккумуляторы гаджетов и почему телефон выключается на холоде

Постлитийионные аккумуляторы
В. А. Кривченко
Физик Виктор Кривченко о перспективных видах аккумуляторов, фундаментальных проблемах в производстве литий-серных источников тока и преимуществах постлитийионных аккумуляторов

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.