باکی‌بال‌های جهنده

یک گروه از محققان دانشگاه بولونیا ایتالیا و لیورپول انگلیس شبیه‌سازی‌های دقیق دینامیک مولکولی را انجام داده‌اند تا حرکت باکی‌بال‌ها را روی سطوح فلزی درک نمایند.

مولکول‌های C60 ساختار توپی‌شکل جالبی دارند که این شکل ویژه امکان حرکت‌های مختلفی
را روی سطح ایجاد می‌کند. در حقیقت محققان دریافته‌اند که عبور الکترون‌ها از طریق
یک باکی‌بال در یک ترانزیستور به چرخش این مولکول حول مرکز جرمی آن ارتباط دارد. به
علاوه، از آنجایی که باکی‌بال‌ها شبیه بلبرینگ‌های مولکولی می‌باشند، دانشمندان فکر
کرده‌اند که شاید بتوان از این مولکول‌ها به عنوان روان‌کننده در ترمز اتومبیل
استفاده کرد.

حال یک گروه از محققان دانشگاه بولونیا ایتالیا و لیورپول انگلیس شبیه‌سازی‌های
دقیق دینامیک مولکولی را انجام داده‌اند تا حرکت باکی‌بال‌ها را روی سطوح فلزی درک
نمایند.

فرانچسکو زربتو و گیلبرتو تئوبالدی دریافته‌اند که مولکول‌های C60 محدوده وسیعی از
حرکت‌های مولکولی را روی سطح به نمایش می‌گذارند. این باکی‌بال‌ها روی سطح چرخیده و
جهش می‌کنند و همچنین حرکت میان قفسی ضربه‌ای دارند.
این شبیه‌سازی‌ها به عنوان تابعی از دما انجام شده و حرکت چندین مولکول باکی‌بال را
در مدت زمان تا یک نانوثانیه مدلسازی کردند. چند انتقال الکترون از سطح طلا به باکی‌بال
صورت می‌گیرد که به جذب این مولکول‌ها روی سطح کمک می‌کند.

این محققان دریافتند که با افزایش دما این قفس‌ها از سطح طلا دورتر می‌شوند و در
نتیجه فرکانس جهش آنها کاهش می‌یابد. فرکانس جهشی به دست آمده توسط این محاسبات به
خوبی با مقادیر تجربی به دست آمده برای ترانزیستور تک‌مولکولی باکی‌بال تطابق دارد
که این امر اعتبار این شبیه‌سازی‌ها را تأیید می‌کند.

محققان دریافتند که جهش این قفس‌ها روی سطح و حرکت ضربه‌ای آنها ویژگی‌های مربوط به
اصطکاک باکی‌بال‌ها را روی سطح تعیین می‌کند. زربتو می‌گوید: «برهمکنش‌های قوی
واندرولسی باکی‌بال‌ها با اتم‌های مجاور اصطکاک را افزایش می‌دهد و آنها برای
استفاده به عنوان روان‌کننده نامناسب می‌سازد». اما او امیدوار است که بتوان با
وارد کردن ناخالصی‌ها یا ایجاد تغییرات شیمیایی، مولکول‌های باکی‌بال را جدا کرده و
عمکردی شبیه بلبرینگ از آنها انتظار داشت.