محققانی از چین و انگلیس نوع تازه‌ای از چرخنده‌های نانومتری با محور چرخش خارج از مرکز ساخته‌اند. همچنین آنها موفق به ساخت آرایه‌هایی از این افزاره‌ها که در فاصله‌های چند میکرونی توزیع شده‌اند.
حرکت همگون نانوچرخنده‌ها
محققانی از چین و انگلیس نوع تازه‌ای از چرخنده‌های نانومتری با محور چرخش خارج از
مرکز ساخته‌اند. همچنین آنها موفق به ساخت آرایه‌هایی از این افزاره‌ها که در فاصله‌های
چند میکرونی توزیع شده‌اند.
چرخنده‌های منفرد در این آرایه‌ها به صورت هماهنگ کار می‌کنند که همین امر باعث
شده که در ساخت ماشین‌های مولکولی، سودمند به نظر آیند. این ماشین‌ها در آینده
می‌توانند به عنوان “نانوربات‌های” خودکار بسیار ریزی درآینده در نظر گرفته
شوند که قادر به انجام کارهای زیادی مانند آرایش مدارهای الکترونیکی یا
دارورسانی به قسمت‌های ویژه‌ای از بدن هستند.
اگرچه فیزیکدان‌‌ها قبل از این نیز چرخنده‌های مولکولی ساخته‌اند؛ این چرخنده‌ها
محور ثابت ندارند و به همین دلیل کنترل آنها مشکل بوده، قابل مجتمع‌سازی در
افزاره‌های عملی واقعی نیستید. هونگ‌جون گااُ و همکارانش از دانشگاه لیورپول
انگلیس با همکاری آکادمی علوم چین توانسته‌اند با استفاده از میکروسکوپ تونل‌زن
روبشی نشان دهند که مولکول‌های منفرد تترا- ترت- بوتیل فتالوسیانین روی بر روی
صفحات طلا، محور چرخش مناسبِ ثابت‌شده‌ای روی سطح دارند. گااُ گفت: “این نتیجه
یک سنگ‌بنای مهمی در ساخت افزاره‌های مولکولی منفرد عملی به شمار می رود.”
این محققان با تبخیر مولکول‌های تترا- ترت- بوتیل فتالوسیانین روی بر روی بلور
طلا، توانسته‌اند این افزاره را بسازند. این مولکول‌ها از سمت مولکول‌های
نیتروژن موجود در فتالوسیانین روی به یک مولکول طلای منفرد موجود در سطح اتصال
پیدا می‌کنند.
این افزاره با استفاده از تحریک گرمایی کار می‌کند- این مولکول‌ها دارای پایه
خاصی نیستند و به همین خاطر می‌چرخند. به گفته گااُ این حقیقت که مرکز چرخش این
افزاره در لبه آن قرار دارد، نه در مرکز مولکولی آن، بدین معنی است که این
افزاره مثل چرخی عمل خواهد کرد که محور چرخش آن در پیرامون چرخ قرار دارد او
گفت: ” بنابراین ما قادر خواهیم بود تا با ابزاری غیر از گرما باعث ایجاد چرخش
شویم؛ مثلاً با انتقال الکترون در سرتاسر این مولکول از محل اتصالش به طلا”.
این افزاره با قرار گرفتن یک اتم مغناطیسی در مرکز مولکول شروع به چرخش خواهد
کرد. در این حالت جریانی که از قسمت طلا وارد مولکول می‌شود با میدان مغناطیسی
موجود در مرکز برهم‌کنش می‌کندو با کنترل اندازه جریان می‌توان سرعت چرخش را
تعیین کرد. گااُ توضیح داد: ” اکنون ما یک میدان مغناطیسی چرخان داریم که
اصلی‌ترین عنصر یک مولد برق است”.
این گروه همینک در پی ساخت آرایه‌هایی با اتم‌های مغناطیسی واقع در مرکز است و
این محققان مشغول تغییر جهت چرخش این چرخنده‌ها با استفاده از شار جریان هستند.
این محققان نتایج خود را تحت عنوان “ساخت آرایه‌ای از چرخنده‌های مولکولی-
منفردِ لنگرانداخته روی سطوح طلا” در مجله Phys. Rev. Lett. منتشر کرده‌اند.
