Самий крихітний електромобіль у світі складається всього з однієї молекули.
Коли люди чують слово "нанотехнології", то у більшості з них виникають думки про арміях крихітних машин і роботів, що виконують "ремонтні роботи" прямо всередині людського організму. Але таке майбутнє ще ой як далеко, оскільки все, що створено в даний час у цьому напрямку вимагає досить сильного впливу і ретельно підготовлених умов для того, що б виконати необхідні дії. Публікація, розміщена в останньому випуску журналу "Nature", описує одне з останніх значних досягнень в області наномашин - створення чотириколісного "електромобіля", що складається з однієї молекули. Цей мікроскопічний транспорт може рухатися по будь струмопровідної поверхні, що приводиться в рух енергією електронів.
Конструкція цього наноавтомобиля являє собою єдину складну молекулу. Основою цієї молекули є міцна вісь, що складається з атомів вуглецю. На кінцях цієї осі знаходяться пов'язані з нею поперечні осі, що закінчуються плоскими "колесами". Молекула являє собою досить складне хімічне з'єднання, що складається переважно з атомів вуглецю з включеннями атомів азоту і сірки.
Ключем роботи всієї системи є хімічні зв'язки між осями і колесами, які являють собою подвійні зв'язку між двома атомами вуглецю. Вплив енергії електронів може змусити цю зв'язок здійснювати обертальні рухи, обертаючи все "колесо" в цілому. Після того, як "колесо" зробило повний оберт, енергія наступних електронів змушує його повторити оборот знову.
Повторюючи весь час цей цикл, "колесо" може обертатися в одному напрямі щодо іншої частини молекули. Варто зауважити, що аналогія обертової частини молекули з колесом досить груба і не точна. Форма обертової частини ближче всього до плоскої дископодібної форми. Якщо Ви сядете на такий "автомобіль", то їзда дуже нагадуватиме їзду на великих вибоїнах. Однак, єдину річ, яку зможе перевозити такий "автомобіль" з однієї молекули - це інша молекула, так що скаржитися на їзду буде просто нікому.
Природно, що всередині у цього "автомобіля" немає ніякого джерела енергії, тому для його руху енергія повинна підводитися ззовні. Та й рух може відбуватися тільки при досить низькою, близько 7 градусів Кельвіна, температурі. Під час експериментів учені подавали енергію у вигляді імпульсів електронів з наконечника скануючого атомно-силового мікроскопа. Десять імпульсів електронів змусили цей "електромобіль" просунутися на відстань в 6 нанометрів. Звичайно, рух відбувався не по прямій лінії, тому, що в деякі моменти часу частина "коліс" просто не оберталася, а в інші моменти - "буксувала".
Але, у цього відкриття присутня безліч "підводних каменів", які навряд чи дозволять використовувати його на практиці. По-перше, синтез молекул-автомобілів вельми складний. По-друге, дуже рідкісні екземпляри молекул можуть повноцінно обертати своїми "колесами". У проведених експериментах переважна більшість молекул просто тремтять під впливом електронних імпульсів, не рушивши з місця.
Наука знаходиться ще неймовірно далеко від створення машин, розміром з молекулу, здатних виконувати корисні дії. Але результати даних досліджень демонструють, що цей напрям має великий потенціал, і когда0нибудь такі наномашини будуть приносити людині чималу користь.