Все меньше и меньше: удалось собрать пропеллеры с четырьмя лопастями, вращающимися вокруг оси, размерами порядка нанометра.

Водяной пропеллер на базе углеродной нанотрубки с ароматическими лопастями

Группой чикагского профессора Петра Краля (Petr Kral) синтезированы наноразмерные пропеллеры, состоящие из углеродных нанотрубок: лопастями в них служат ароматические молекулы пирена . Придать вращающий момент пропеллерам можно как электрическими, так и механическими, оптическими и химическими средствами.

Эффективность насосов с подобными пропеллерами сильно зависит от размера, формы и сродства лопастей к растворителю, а также от природы растворителя. Были получены гидрофильные и гидрофобные варианты системы, и эксперименты проводились в полярном (вода) и неполярных (дихлорметан, алканы) растворителях. В воде скорость вращения гидрофильного ротора уменьшается за счет усиления взаимодействия лопастей с частицами среды. Однако при использовании гидрофобных лопастей скорость нагнетания в воде выше, чем в неполярном растворителе, за счет образования молекулами воды кластеров, что существенно увеличивает эффективную площадь поперечного сечения лопастей по сравнению с их геометрической площадью. Водяные слои движутся нормально уже на расстоянии 0,3-0,5 нм от лопастей (длина лопасти – примерно 0,8 нм).

Данная технология может найти применение в различных отраслях наноэлектроники, биотехнологии, медицины и химического производства. Так, на ее основе можно создать химический наносенсор, молекулярный сортирующий ротор, насосы, перекачивающие жидкости с молекулярной точностью и другие инструменты будущего.

Между тем, ученые конструируют и собирают прототипы и других наноразмерных механизмов: наногрузчика (« Наномолекулярный грузчик »), наноресничек (« Железные реснички ») или, к примеру, наноскальпеля (« Тонкий надрез »).

« Нанометр »