1,6 нм-шестерни для молекулярных машин и нанороботов

06.05.2022

Устройства становятся все миниатюрнее и для них нужны более крошечные детали. Исследователи из Университета Эрлангена-Нюрнберга (FAU) в Германии сделали самое маленькое в мире рабочее зубчатое колесо. Эта химическая шестерня нужна для работы молекулярных машин и нанороботов. Она поможет создавать электронные компоненты, транспортировать лекарства внутри человеческого тела, манипулировать отдельными клетками или молекулами.

С этой целью ученые уже разработали наноразмерные версии многих деталей, таких как двигатели, поршни, насосы и пропеллеры. Ученые FAU добавили в этот список зубчатку. Она состоит из двух взаимосвязанных компонентов, в том числе молекулы триптицена со структурой, похожей на пропеллер, и перпендикулярной ему плоской секции молекулы тиоиндиго (пластина золотистого цвета).

Вместе они работают как редуктор. Пара имеет передаточное число 2:3. Поэтому когда пластина поворачивается на 180 градусов, пропеллер поворачивается только на 120 градусов. Все устройство содержит 71 атом и имеет длину 1,6 нанометра. Таким образом, это самый маленький рабочий механизм на сегодняшний день.

Систему можно легко включать и выключать с помощью света, за что она получила название молекулярного "фотоустройства". Впервые молекулярные механизмы удалось контролировать напрямую, а не просто наблюдать пассивное движение.

Молекулярное фотоустройство позволит создавать более универсальные наномеханизмы и проложит путь к новым системам наноразмерных редукторов, которые могут передавать движение на большие расстояния, в разных направлениях и с разной скоростью, как и макромасштабные аналоги.

<< Назад: CAMM - новый стандарт оперативной памяти для ультрабуков 07.05.2022

>> Вперед: Экономичная технология улавливания углерода водорослями 06.05.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

LG и Prime Video: студияная версия кинематографа 31.07.2026

Современные телевизоры предлагают множество режимов изображения, которые автоматически корректируют цвета, контраст и резкость. Однако создатели фильмов часто жалуются, что дополнительная обработка искажает их замысел. Новая функция, появившаяся на телевизорах LG, пытается решить эту проблему, передавая контроль над настройками непосредственно студии. LG и Prime Video запустили режим "Оригинал автора" - первую настройку изображения, которой управляет сама студия. Он доступен только на OLED evo 2026 модельного года. LG Electronics и Prime Video объявили о совместной инициативе, приуроченной к стриминговой премьере фильма "Властелины Вселенной". В рамках сотрудничества на телевизорах компании появились две новые функции - режим изображения "Оригинал автора" и голосовая команда для пульта Magic Remote. Ключевая новинка - режим "Оригинал автора", который в LG называют первым в области настройки изображения для стримингового контента. Его отличие от распространенного FILMMAKER MODE за ...>>

Астронавты на Марсе не смогут выжить даже в скафандрах 30.07.2026

Высадка людей на Марс остается одной из самых амбициозных целей космических агентств. Красная планета лишена пригодной для дыхания атмосферы и подвергается высокому уровню солнечной радиации, поэтому астронавты смогут находиться на ее поверхности только в специальных скафандрах. Однако новые исследования показывают, что даже самые современные космические костюмы могут оказаться непригодными для работы в условиях марсианской гравитации. По результатам испытаний стало ясно, что новые скафандры NASA не подходят для использования астронавтами на Красной планете. На Марсе отсутствует воздух, пригодный для дыхания, а также наблюдается высокий уровень солнечной радиации. Это лишь некоторые из многих факторов, которые усложнят нахождение людей на поверхности. Современные скафандры не рассчитаны на марсианскую гравитацию, составляющую примерно 38 процентов земной. Новейшее поколение костюмов просто слишком тяжелое для использования на Марсе, пишет Phys. Новая серия скафандров, которую раз ...>>

Случайная новость из Архива Лазерная спутниковая связь 07.12.2022 С помощью нового спутника, разработанного инженерами из Массачусетского института технологий (МИТ), установлен новый рекорд передачи данных между спутниками и Землей. В системе терабитной передачи в инфракрасном диапазоне волн TeraByte InfraRed Delivery (TBIRD) были использованы лазеры для передачи огромных объемов данных со скоростью до 100 гигабитов в секунду (Гбит/сек). Эта скорость передачи данных намного выше скорости большинства соединений между небом и землей. К примеру, спутниковый интернет Starlink от SpaceX предлагает клиентам премиум-класса скорость до 500 Мбит/сек. А скорость передачи данных между Землей и Международной космической станцией достигает отметки около 600 Мбит/сек. Это делает систему TBIRD в 200 раз быстрее. Главное отличие новой системы состоит в способе передачи данных. В то время как большинство спутников общаются с наземными станциями с помощью радиоволн, система TBIRD использует лазерный свет. Оно может передавать в 1000 раз больше данных за один сеанс. Однако у лазеров тоже есть свои недостатки. Луч лазера намного уже радиоволны и поэтому требует более точного согласования положений между излучателем и приемником. Кроме того, свет может быть искажен атмосферой, и в таком случае данные могут быть утрачены. Именно с целью решения этих проблем и была разработана система TBIRD. Спутник содержит три основных готовых компонента: высокоскоростной оптический модем, усилитель оптического сигнала, накопитель. Все это размещено в контейнере размером с коробку для обуви. Для решения проблемы потери данных командой инженеров была разработана новая версия так называемого протокола ARQ (Automatic Repeat Request, автоматический повтор запросов). Этот протокол позволяет приемнику наземной станции извещать передатчик об определенных пакетах данных (кадры), которые передатчик пропустил, чтобы спутник мог легко их повторно передавать. Что касается выравнивания с согласованием позиционирования, то в системе не используются специальные подвесы для выравнивания лазерных лучей. Предусмотрена специальная система сигнала ошибки, которая выравнивает весь спутник, чтобы луч четко был направлен на приемник. По словам представителей команды разработчиков, это позволяет использовать в системе оптические компоненты меньшего размера. "Если сигнал исчезает, мы можем повторно передать данные, но если повторная передача данных неэффективна, то есть если мы тратим все время на отправку повторных данных вместо передачи новых данных, мы можем потерять много пропускной способности, - отметил Курт Шиллер, системный инженер TBIRD. - В нашем протоколе ARQ приемник информирует о том, какие кадры он получил правильно, поэтому знает, какие кадры необходимо передавать повторно".

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026