Ученые из Кембриджского университета работают над двигателем для нанороботов
Ученые из Кембриджского университета создали самый маленький двигатель в мире.
Этот двигатель, по словам ученых, можно будет использовать в нанороботах, в том числе в тех, которых будут запускать в тело человека для медицинских целей.
Прототип двигателя называется "приводящий в действие
нанопреобразователь" (Ant — в переводе с английского "муравей",
сокращенно от actuating nano-transducer). Механизм производит на единицу
веса движущую силу, которая в сто раз выше, чем у любого известного
мотора или мускула.
"Люди уже много лет говорят о появлении нанороботов, однако их до
сих пор не существует. Почему? Потому что до настоящего момента не было
способа заставить их перемещаться в жидкой среде. Это как плыть через
патоку, только в наномасштабе, потому что сила притяжения между
молекулами очень высокая", — объясняет возглавляющий исследования
профессор Джереми Бомберг из Кембриджского университета.
Двигатель, описанный им и его коллегами в журнале Proceedings of
the National Academy of Sciences, способен исправить эту ситуацию и
обеспечить нанороботам необходимую мощность. "Подобно настоящим
муравьям, они обладают внушительной силой при своем маленьком весе", —
отмечает он.
По словам Бомберга, теперь ему и его коллегам предстоит выяснить, как контролировать эту силу.
FT объясняет принципы работы двигателя Ant. Он приводится в
действие скорее физическими, нежели химическими реакциями. В нем
содержатся золотые наночастицы, каждая диаметром около 0,06 микрона, что
составляет примерно одну тысячную ширины человеческого волоса. Эти
частицы помещены в воду с гелеобразным полимером pNIPAM.
Когда температура достигает отметки выше 32 градусов по Цельсию,
золотые частицы тесно слипаются с полимером посредством межмолекулярного
притяжения. Когда температура падает ниже 32 градусов, полимер резко
впитывает воду и расширяется, а золотые частицы стремительно
отталкиваются в сторону друг от друга, как пружины.
"Это похоже на взрыв", — объясняет Тао Динг, еще один участник
исследований. Бомберг сравнивает процесс работы двигателя с
нано-пружиной.
В прототипе для контроля температуры используются лазеры, однако
вместо них можно использовать и другие способы. Переходную температуру
тоже можно будет подкорректировать — например, установить ее в районе 37
градусов, то есть на отметке, близкой к температуре человеческого тела.
"Эта концепция может стать основой для огромного количества будущих разработок", — подводит итог Бомберг.
