طبق گفته محققان انگلیسی یک نانولوله کربنی که در نتیجه جریان الکترونها میچرخد ـ مانند یک توربین بادی که در نتیجه وزش باد میچرخد ـ میتواند کوچکترین چاپگر دنیا را بسازد یا حافظه رایانهای را کوچک کند. این طرح ساده است: یک نانولوله کربنی به طول ده نانومتر و قطر یک نانومتر، بین دو نانولوله دیگر معلق میشود و برای تشکیل یک مفصل چرخشی، دو انتهای آن داخل این نانولولهها قرار میگیرند. با عبور یک جریان مستقیم از این نانولولهها، نانولوله مرکزی شروع به چرخش میکند..
طراحی یک توربین که با الکترون میچرخد
طبق گفته محققان انگلیسی یک نانولوله کربنی که در نتیجه جریان الکترونها میچرخد ـ
مانند یک توربین بادی که در نتیجه وزش باد میچرخد ـ میتواند کوچکترین چاپگر دنیا
را بسازد یا حافظه رایانهای را کوچک کند. این طرح ساده است: یک نانولوله کربنی به
طول ده نانومتر و قطر یک نانومتر، بین دو نانولوله دیگر معلق میشود و برای تشکیل
یک مفصل چرخشی، دو انتهای آن داخل این نانولولهها قرار میگیرند. با عبور یک جریان
مستقیم از این نانولولهها، نانولوله مرکزی شروع به چرخش میکند..
این طرح همینک بهوسیله کالین لامبرت و همکارانش در دانشگاه لانکستر، بریتانیا، فقط
با استفاده از شبیهسازیهای رایانهای پیشرفته تست شدهاست. اما آندریان بچتولد از
مؤسسه کاتالن برای ساخت این توربینهای الکترونی اظهار علاقه کردهاست.
محققان تاکنون با استفاده از چیزهای مختلفی از DNA گرفته تا مولکولهای حساس به نور،
موتورهای نانومقیاس متنوعی را طراحی کرده یا ساختهاند. اما این طرح یکی از سادهترین
آنهاست. کاربردهای متصور برای نانوموتورها گستره وسیعی را شامل میشود: از کوچکسازی
ادوات مخابرات نوری گرفته تا شکلهای جدیدی از حافظه رایانهای.
توربینهای آبی یا بادی مرسوم در نتیجه حرکت آب یا باد در یک جهت، میچرخند. حرکت
آب یا باد در یک جهت، منجر به ایجاد یک نیرو برای هل دادن آنها در جهت مخالف میشود.
بهطور مشابه، هنگامی که الکترونها در سراسر این توربین نانولولهای حرکت میکنند،
تمایل به پرش از آرایش حلزونی حلقههای کربنی در یک جهت خاص دارند. برگشت اجباری
این الکترونها در مسیر حلزونی، باعث ایجاد نیرویی میشود که نانولوله را در جهت
مخالف میچرخاند.
این محققان مطمئن هستند که این باد الکترونی میتواند بر هر نیروی اصطکاکی که ممکن
است مانع چرخش نانولوله میانی شود، غلبه کند، همچنین امیدوارند که با ایجاد
نانولولههایی که تا حد امکان نرم هستند، نیروی اصطکاک در مفصلها را کاهش دهند.
به عقیده این محققان، از نانوموتورشان میتوان برای پمپ کردن اتمها و مولکولها در
سراسر نانولوله میانی چرخنده، استفاده کرد. این پمپ چندگانه میتواند دقیقاً یک
واکنش شیمیایی را کنترل کند، و اتمها را در یک الگوی خاص برای طراحی مولکولهای
جدید، به جلو براند. لامبرت میگوید که این همانند یک چاپگر جوهری نانومقیاس است.
از اتمهای پمپشده در سراسر این نانوموتور، میتوان برای ارائه دادههای دیجیتالی
استفاده کرد. این کار با ساخت یک آرایه از نانوموتورها ـ که برای ذخیره یا پردازش
اطلاعات، اتمها را بین دو حالت صفر و یک در دو انتهای نانولوله میانی(یک انتها صفر
و انتهای دیگر یک) حرکت میدهند ـ امکانپذیر است. لامبرت میگوید که این روش میتواند
دادهها را در یک فضا که حدوداً ده برابر کوچکتر از فضای استفادهشده در سیستمهای
تجاری امروزی است، ذخیره کند.
به عقیده بچتولد کار این گروه تحقیقاتی بسیار جالب است. ساخت این نانوموتور
پیشنهادشده نباید چندان مشکل باشد، اما او اشاره میکند که فقط آزمایشها نشان
خواهند داد که آیا این نانوموتور طراحیشده جدید میتواند کار کند.
نتایج این تحقیق در مجله Physical Review Letters منتشر شدهاست.
