Nanoauto z jedné molekuly  
Auto velké pouhých několik nanometrů je poháněno paprskem světla a může jezdit neomezeně dlouho. Má všechno, co čekáte u běžného automobilu - podvozek, motor a dokonce i točící se kola.

Konstrukce nanoauta

Zvětšit obrázek
Dvě nanoauta s vlastním motorem (Credit: Y. Shirai/Rice University)

Nanoauto je velké 3 až 4 nanometry což je přibližně stejně jako tloušťka vlákna DNA. Na šířku lidského vlasu by se jich vedle sebe vměstnalo asi 20 tisíc. Základní rám podvozku tvoří tuhá organická molekula, k ní jsou připevněny čtyři osy "kol" z molekul acetylénu, na kterých jsou otáčivě umístěna kola ze zvláštních válcovitých molekul p-karboranu skládající se z atomů uhlíku, boru a vodíku. Nanoauto je vybaveno velmi zvláštním motorem. Je to složitá molekulová struktura (kombinace benzenových jader) uprostřed hlavního nosníku podvozku. Při ozáření světelným paprskem určité vlnové délky se roztočí a žene auto kupředu podobným stylem jako lopatková kola starých parníků. Dovedete si představit, že takový pohyb auta je poněkud kodrcavý a málo efektivní, jelikož však v autě nikdo nesedí, nemá si kdo stěžovat. Bohužel rychlost není oslnivá. Jsou to 2 nanometry za minutu, a to je vzdálenost pouhých několika atomů.

Již dříve vědci zkonstruovali molekulové auto avšak bez motoru. Jeho kola tehdy byla ze známých uhlíkových molekul C60 ve tvaru fotbalového míče - fullerenů. Na bezmotorovém autě zkoušeli,zda se fullereny skutečně točí a nekloužou. Jezdili po zlatém povrchu a do auta "šťouchali" tyčinkou tunelovacího mikroskopu. Opravdu síla při tlačení nanoauta ve směru kolmém na osu kol byla nižší, než ve směru rovnoběžném. Při jiném experimentu nechali výzkumníci auto na zlatém povrchu zahřátém na 200 °C. Vyšší teplotou rozpohybované atomy narážely různými směry do auta, které se pohybovalo opět zejména ve směru kolmém na osu kol. Dvěmi různými způsoby tedy dokázali, že kola se skutečně točí. Zjistit toto, bylo údajně na celém výzkumu to nejobtížnější.

Problémy s pohonem

Zvětšit obrázek
Princip pohybu nanoauta (Credit: Rice University)

A proč na autě s motorem nemohly být jako kola použity fullereny? Zdrojem energie motoru je paprsek světelného záření. Vědci sice neuvedli, na jaké konkrétní vlnové délce motor absorbuje záření, ale jelikož vlnová délka viditelného světla leží přibližně v rozmezí 400 až 800 nm, je taková vlna světla nejméně stokrát větší než celková délka nanoauta. Proto jsou velmi důležité absorpční vlastnosti všech částí automobilu i podkladu, po kterém auto jezdí. Fullerenová kola pohlcovala záření určené motoru velmi dobře, a ten poté nemohl pracovat. Z toho důvodu museli vědci "přezout". Přineslo to ještě další problémy.

Neviditelné auto

Auto s motorem nejezdí po zlatém povrchu, ale po nekovovém, zalitém toluenem. Na nevodivém nekovovém povrchu bohužel nelze pohyb nanoauta sledovat tunelovacím mikroskopem, a tudíž na něj vůbec nevidíme. Jiné druhy mikroskopie nemají tak dobrou rozlišovací schopnost, aby auto správně zachytily. Vedoucí výzkumu Jim Tour k tomu říká: " Myslíme si, že auto by jelo, ale nemohli bychom jej vidět a nemyslím si, že by nám někdo věřil." A co vy? Věříte, že auto jezdí? K čemu je výzkum, jehož výsledek nevidíme? Vědci věří, že ano a doufají, že brzy naleznou techniku, která jim ukáže, že nanoauto skutečně jezdí a jeho kola se točí.

Zvětšit obrázek
Nanoauto ozářené paprskem světla, který mu slouží jako zdroj energie (Credit: Y. Shirai/Rice University)

Auto o rozměru několika nanometrů bude prvním krokem k nanostrojům, které se budou umět pohybovat samostatně a aktivně konat užitečné věci. Výzkumníci plánují přidání pátého kola k nanoautu a řídit jím směr pohybu. Navrhli také auto, které uveze náklad. Je to další krok k uskutečnění snu, kdy hejna nanorobotů umí na základě naší vůle sestrojit z hromady železného šrotu například letecký motor.

Další informace
Nano-car gets an engine (14. 4. 2006) - Nanoauto dostalo motor - Článek o problémech omotorovaného nanoauta
Rice scientists build world"s first single-molecule car (20. 10. 2005) - Tisková zpráva oznamující vyzkoušení nanoauta bez motoru
Rice scientists attach motor to single-molecule car (12. 4. 2006) - Tisková zpráva o připojení motoru k nanoautu

Autor píše weblog o vědě a technice Techblog.

Datum: 17.04.2006 02:30
Tisk článku

Moje cesta za Scarlett - Samková Klára
 
 
cena původní: 150 Kč
cena: 144 Kč
Moje cesta za Scarlett
Samková Klára

Diskuze:

Stylowa hracka =)

SilverMan,2006-04-21 12:57:24

Tohle je fakt kruty =) Takowou hracku chci taky... =)))

Odpovědět

páté kolo

paranoiq,2006-04-18 09:12:59

pak se asi změní význam rčení ...jako páté kolo u vozu :)

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace