Ученые изобрели самый маленький двигатель в мире

Ученые из Кембриджского университета создали самый маленький двигатель в мире, который, по их словам, можно будет использовать в нанороботах, в том числе в тех, которых будут запускать в тело человека для медицинских целей, пишет Financial Times.

Прототип двигателя называется "приводящий в действие нанопреобразователь" (Ant — в переводе с английского "муравей", сокращенно от actuating nano-transducer). Механизм производит на единицу веса движущую силу, которая в сто раз выше, чем у любого известного мотора или мускула.

"Люди уже много лет говорят о появлении нанороботов, однако их до сих пор не существует. Почему? Потому что до настоящего момента не было способа заставить их перемещаться в жидкой среде. Это как плыть через патоку, только в наномасштабе, потому что сила притяжения между молекулами очень высокая", — объясняет возглавляющий исследования профессор Джереми Бомберг из Кембриджского университета.

Двигатель, описанный им и его коллегами в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, способен исправить эту ситуацию и обеспечить нанороботам необходимую мощность. "Подобно настоящим муравьям, они обладают внушительной силой при своем маленьком весе", — отмечает он.

По словам Бомберга, теперь ему и его коллегам предстоит выяснить, как контролировать эту силу.

FT объясняет принципы работы двигателя Ant.

Он приводится в действие скорее физическими, нежели химическими реакциями. В нем содержатся золотые наночастицы, каждая диаметром около 0,06 микрона, что составляет примерно одну тысячную ширины человеческого волоса. Эти частицы помещены в воду с гелеобразным полимером pNIPAM.

Когда температура достигает отметки выше 32 градусов по Цельсию, золотые частицы тесно слипаются с полимером посредством межмолекулярного притяжения. Когда температура падает ниже 32 градусов, полимер резко впитывает воду и расширяется, а золотые частицы стремительно отталкиваются в сторону друг от друга, как пружины.

"Это похоже на взрыв", — объясняет Тао Динг, еще один участник исследований. Бомберг сравнивает процесс работы двигателя с нано-пружиной.

В прототипе для контроля температуры используются лазеры, однако вместо них можно использовать и другие способы. Переходную температуру тоже можно буде подкорректировать — например, установить ее в районе 37 градусов, то есть на отметке, близкой к температуре человеческого тела.

"Эта концепция может стать основой для огромного количества будущих разработок", — подводит итог Бомберг.