Създадоха нанодвигател без гориво

Също както обикновените двигатели, нанодвигателите могат да бъдат задвижвани от различни химически горива, например водороден пероксид. Но за разлика от обикновените двигатели някои нанодвигатели могат да работят без гориво, вместо това получават мощност от магнитни и ултразвукови полета.

Изследователи са показали първия хибриден наномотор, който работи едновременно чрез магнитни и акустични полета, без никаква нужда от гориво, пише Phys.Org.

Учените, водени от професор Джоузеф Уанг от Калифорнийския университет, са публикували статия за изобретението си в последния брой на Nano Letters. Магнитните и акустичните полета са биосъвместими и затова нанодвигателите могат да намерят широка употреба в медицината.

Нанодвигателят реагира на двете полета едновременно заради двусегментния си дизайн – златната наномотовилка реагира на ултразвук, а спираловиднияj магнитен сегмент реагира на магнитни полета. Целият двигател е с дължина 3000 нанометра (3 микрометра).

Изследователите обясняват, че използването на различни силови полета позволява много бързо реконфигуриране на работата на устройството. Например превключването от едно поле на друго може да създава резки промени в посоката на движение, защото полетата действат в противоположните краища на устройството.

В добавка настройването на амплитудата на ултразвуковите вълни или честотата на магнитното поле позволява много бързо регулиране на скоростта, а прилагането на въртеливо магнитно поле кара двигателя да извършва спираловидни движения.

Използването на силови полета вместо гориво дава много предимства на този нанодвигател, включително способност да работи в силно йонизирана среда, като например морска вода или кръв. Подобни видове среда обикновено възпрепятстват работата на нанодвигатели, които работят с различни видове химическо гориво.

Видео на работата на наномоторите може да видите тук.

Учените разбрали, че когато поставят няколко нанодвигателя един до друг, те показват стадно поведение, подобно на някои биологични видове, например пасаж риби или рояк пчели. Изследователите наблюдавали три различни състояния на колективно поведение – масово скупчване (само ултразвук), насочено движение в рояк (само магнитно поле) и рояк, който създава вихър (и двете полета).

В бъдеще големият потенциал на новосъздадените двигатели може да създаде много интригуващи възможности – „умни“ наноавтомобили, които се пренастройват автономно в зависимост от промените в средата, в която работят.

Това умение може да се окаже много полезно в медицината, като приложенията му включват визуализиране на вътрешността на тялото, доставяне на лекарства на труднодостъпни места, диагностициране и много други.