Новости космоса и технологий. » Нанотехнологии » Ученые работают над наномашинами нового поколения

Ученые работают над наномашинами нового поколения

Опубликовал: Admin, 28-10-2020, 01:01, Нанотехнологии, 45, 0

Ученые работают над наномашинами нового поколения

Специалисты по наномеханике из Университета Райса и Университета Хьюстона готовятся обновить свои двигатели для второй международной гонки на нанокарах.

Хотя им придется прокачивать тормоза немного дольше, чем ожидалось, поскольку гонка перенесена на 2022 год, команда из Райса продвигается вперед с новыми конструкциями, представленными в Американского химического общества. Журнал органической химии .

Работа под руководством химиков Джеймса Тура оф Райса и Антона Дубровского из Университета Хьюстон-Клир-Лейк модернизирует автомобили с колесами из трет-бутила, которые должны помочь им ориентироваться на трассе, проложенной на золотой поверхности, с пилонами, состоящими из нескольких удачно расположенные атомы.

Как и их победитель в первой международной гонке Nanocar Race в 2017 году, у этих нанокаров есть постоянные дипольные моменты, повышающие их скорость и управляемость на поверхности.

«Постоянные диполи делают автомобили более подверженными влиянию градиентов электрического поля, которые используются для их движения и маневрирования», - сказал Тур. «Это функция, которую мы представили на первом конкурсе, и я уверен, что многие участники теперь будут иметь этот передовой элемент дизайна, встроенный в их нанотранспортные средства».

Модели этого года также легче, немного больше, чем минимум 100 атомов, требуемый новыми правилами. «В машине, которую мы использовали в первой гонке, было всего 50 атомов, - сказал Тур. «Значит, это существенное увеличение молекулярной массы , Как того требуют обновленные стандарты». Скорее всего, организаторы гонки хотели замедлить нас с последнего раза, когда мы закончили 30-часовую гонку всего за 15 часов », - сказал он.

Чтобы довести автомобили до 100 атомов и оптимизировать их синтез, исследователи использовали модульный процесс для создания пяти новых автомобилей либо со всеми трет-бутиловыми, либо полностью адамантиловыми колесами (как в предыдущих наномашинах) или комбинации двух.

При 90 атомах автомобили только с бутиловыми колесами, которые минимизируют взаимодействие с гусеницей, и более короткое шасси были слишком маленькими. Используя комбинации колес, лаборатория Райса создала нанотранспортеры с 114 атомами ». минимальный вес и соответствие требованиям гонки ", - сказал Тур.

Наноавтомобилями снова будет управлять команда из Университета Граца в Австрии под руководством профессора Леонхарда Гриля. Команда доставила автомобиль Rice к финишу в 2017 году d имеет огромный опыт в манипуляциях под управлением сканирующего туннельного микроскопа, сказал Тур. Группы Grill и Tour снова встретятся во Франции для участия в гонке.

Основная цель конкурса - продвинуть разработку наномашин, способных выполнять настоящую работу, например, нести грузы молекулярного масштаба и способствовать нанопроизводству.

«Эта гонка раздвигает пределы молекулярного дизайна Nanocar И методов их контроля», - сказал Тур. «Таким образом, благодаря этому конкурентному процессу мировой опыт растет, и вся область наноманипуляций поощряется к дальнейшему развитию».

Гонка, первоначально запланированная на следующее лето, была отложена из-за пандемии. Гонщикам по-прежнему необходимо будет собраться во Франции для наблюдения за судьями, но все команды будут контролировать свои машины через Интернет на трассах под сканирующими туннельными микроскопами в своих домашних лабораториях.

«Так что гонщики будут вместе, а машины и трассы будут разбросаны по всему миру», - сказал Тур. «Но расстояние до каждой дорожки будет одинаковым с точностью до нескольких нанометров».

Участник Rice-Graz выиграл гонку 2017 года со звездочкой, так как его машина двигалась по золотой поверхности так быстро, что было невозможно сделать снимки для оценки. Затем команде было разрешено гонка на серебряной поверхности, которая обладала достаточным сопротивлением и закончила 150-нанометровую трассу за 90 минут.

«Трасса должна была быть всего 100 нанометров, но команда была оштрафована за добавление дополнительных 50 нанометров», - сказал Тур. «В конце концов, это все равно не было препятствием». Первый приз на золотом треке достался швейцарской команде, которая закончила 100-нанометровую трассу за шесть с половиной часов.

Лаборатория Тура построила первый в мире одномолекулярный автомобиль в 2005 году, и с тех пор он претерпел множество изменений, связанных с разработкой молекулярных двигателей, которые просверливают клетки для доставки лекарств.

Аспирант Райс Алексис ван Венрой является ведущим автором статьи. Соавторы - выпускник Rice Виктор Гарсиа-Лопес и студент John Tianci Li. Дубровский - доцент кафедры химии Университета Хьюстон-Клир-Лейк и академический гость в Райс. Тур - это T.T. и W.F. Кафедра химии Чао, а также профессор компьютерных наук, материаловедения и наноинженерии в Райс.


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии