Ученые разработали квантовые наномоторы

Природный наномотор в вирусе phi29. Изображение университета Пердью, www.purdue.edu.

Американские физики разработали конструкцию наномоторов. Сверхминиатюрные вращающиеся механизмы используют туннельный эффект - квантовомеханическое явление, которое, предположительно, ответственно и за работу природных наномоторов у бактерий и одноклеточных животных. Экспериментальное подтверждение выводов, опубликованных в журнале Physical Review Letters, пока не получено, но ученые утверждают, что, как минимум, их статья описывает работу природных наномашин.

Туннельный эффект, который лежит в основе работы предложенного механизма, является одним из характерных для квантовых масштабов явлений. Когда в классической механике движущаяся частица попадает в некоторое препятствующее ее движению силовое поле (например катящийся по изогнутому желобу шарик встречает подьем), то она, при недостаточной энергии, останавливается и начинает движение в обратном направлении. Это поведение привычно, но лишь в повседневных масштабах - натолкнувшийся на электромагнитное поле (создаваемое, например, молекулой белка) электрон уже имеет некоторые шансы проскочить даже через то поле, которое было бы непроницаемым для классической частицы.

За счет подобного просачивания, или "туннелирования", частиц через непроницаемое в классической механике препятствие возникают различные интересные эффекты. Из прочно скрепленных ядерными силами ядер урана могут вылетать (протуннелировав через соединяющее протоны и нейтроны поле) альфа-частицы, а в ходе термоядерной реакции отталкивающие друг друга электростатическими силами ядра атомов, напротив, могут подойти на достаточное для реакции расстояние также благодаря "просачиванию" через электромагнитный барьер.

В предлагаемом физиками наномоторе в роли ротора выступает углеродная нанотрубка с приделанными к ней проводящими выступами. Именно на них переходит за счет туннельного эффекта электрон с подходящих к наномотору неподвижных электродов. Его заряд заставляет "ротор" совершить поворот на определенный угол - для туннелирования электрона со следующего электрода и повтора цикла. Как утверждается в пресс-релизе института Форсайта, в перспективе такие моторы окажутся даже эффективнее биологических аналогов и, возможно, в ближайшее время будут созданы и первые экспериментальные образцы.

Обсудить
Наука и техника00:0117 ноября

Пробила дно

Планета-пришелец расколола Землю и сдвинула континенты
«Для них история — игрушка с лозунгом "Вперед! На Берлин!"»
Почему школьник из Нового Уренгоя был прав, пожалев солдат вермахта
Дошел до Берлина
Школьник пожалел солдата вермахта, а его затравили всей Россией
Сирийский сбор
Путин, Эрдоган и Рухани обсудили будущее
Из плоти и стали
Что мы не знаем о ветеранах Афгана и Чечни
Сулейман КеримовЛазурно: российского миллиардера задержали в Ницце
Сулеймана Керимова подозревают в отмывании миллионов евро
Моя семья
Легендарный маньяк и его культ кровавых убийц держали в страхе всю Америку
Судьба генерала: Ратко Младич умрет в тюрьме
Он убивал мусульман тысячами и не щадил даже детей
Кровавая ривьера
Франция отстреливает врагов по всему миру, пока никто не видит
Сомнительное удовольствие
Библейский потоп, ужасные казни и другие забавы в самых странных парках мира
«Не надо меня спасать»
Звездный путешественник нашел тайное племя головорезов, ввязался в войну и выжил
«Девочку из России тут никто не ждет»
История сибирячки, перебравшейся в Нидерланды
Что. Вы. Наделали
Как мы потеряли идеальный Porsche и снова его нашли
«Американец», который смог
Самые невероятные версии Chevrolet Corvette, от которых сносит крышу
Мистер Спок
Мы пощупали новейший Aston Martin Vantage и делимся первыми впечатлениями
Из бананов и палок
Что получается, когда машины пытаются делать в Уганде, Кении и других странах
Ловушка для планктона
Тест: Какой офис идеально вам подходит
Это чисто Питер
Сколько стоят квартиры в воспетом Шнуром городе на Неве
Берите две
Пять стран, где ипотеку дают под смешной процент
«Моя бывшая живет на помойке»
Москвич сделал из жены бомжа, и ему не стыдно