تصور کنید موتوری داشته باشید که تمام اجزای آن درون یک مولکول جاگرفته باشد! دانشمندان موفق شده‌اند یک ماشین مولکولی بسازند که با عبور جریان برق می‌چرخد و حرکت آن می‌تواند عبور برق را تا ۱۰۰ برابر افزایش دهد.
همشهری آنلاین -یکتا فراهانی: کوچک‌تر شدن قطعات الکترونیکی یکی از مهم‌ترین مسیرهای پیشرفت فناوری است، اما دانشمندان برای کوچک‌سازی بیشتر با محدودیت‌های فیزیکی روبه‌رو هستند. حالا یک گروه بین‌المللی از پژوهشگران با الهام از یک اختراع باستانی، یعنی پیچ ارشمیدس، موفق شده‌اند ماشینی بسازند که فقط از یک مولکول تشکیل شده است. این موتور می‌تواند با جریان الکتریکی در یک جهت مشخص بچرخد و جالب‌تر اینکه همین چرخش، میزان عبور جریان برق از مولکول را به‌شدت افزایش می‌دهد.
الهام از اختراعی که ۲۰۰۰ سال قدمت دارد
شاید عجیب به نظر برسد، اما یکی از الهام‌بخش‌ترین ایده‌ها برای ساخت این موتور فوق‌العاده کوچک، ابزاری است که انسان‌ها هزاران سال پیش برای انتقال آب استفاده می‌کردند.
پیچ ارشمیدس وسیله‌ای مارپیچی است که با چرخاندن آن می‌توان آب را از سطحی پایین‌تر به ارتفاع بالاتر منتقل کرد. دانشمندان از همین ساختار مارپیچی الهام گرفته‌اند تا ماشینی در مقیاس یک مولکول بسازند.
در پژوهشی که ۲۲ اکتبر ۲۰۲۶ در مجله معتبر Nature منتشر شد، محققان یک مولکول مارپیچی به نام هلیسین (Helicene) را میان دو الکترود بسیار ظریف از جنس طلا قرار دادند. این مولکول به دلیل ساختار پیچ‌خورده‌اش می‌تواند هنگام عبور جریان الکتریکی، حرکت چرخشی انجام دهد.
بیشتر بخوانید:
-
دانشمندان تمام اجزای اصلی DNA و RNA در یک سیارک پیدا کردند
- ساخت جواهر با استفاده از نور | دانشمندان بدون فشار و حرارت الماس ساختند
وقتی برق، یک مولکول را به حرکت درمی‌آورد
در این دستگاه، جریان الکتریکی از میان مولکول عبور می‌کند. الکترون‌های در حال حرکت، تکانه زاویه‌ای خود را به ساختار مولکول منتقل می‌کنند و در نتیجه نیرویی ایجاد می‌شود که آن را به چرخش درمی‌آورد.
به گزارش Nature برای بررسی این حرکت، پژوهشگران از دستگاهی به نام میکروسکوپ تونلی روبشی استفاده کردند که امکان بررسی و کنترل ساختارهای بسیار کوچک را فراهم می‌کند.
یکی از ویژگی‌های جالب این موتور آن است که جهت چرخش آن قابل‌کنترل است. اگر قطب مثبت و منفی ولتاژ جابه‌جا شود، جهت چرخش مولکول نیز تغییر می‌کند.
به‌این‌ترتیب، دانشمندان توانسته‌اند حرکت یک مولکول منفرد را با استفاده از جریان برق کنترل کنند؛ اتفاقی که در ساخت ماشین‌های مولکولی اهمیت زیادی دارد.
موتوری که با چرخیدن، برق بیشتری عبور می‌دهد!
پژوهشگران متوجه شدند وقتی سرعت چرخش مولکول از یک آستانه مشخص عبور می‌کند، میزان جریان الکتریکی عبوری از آن به‌شدت افزایش می‌یابد. بر اساس گزارش دانشگاه آگسبورگ آلمان، این افزایش می‌تواند تا ۱۰۰ برابر باشد.
علت این اتفاق آن است که مولکول هنگام چرخش به وضعیت‌هایی دسترسی پیدا می‌کند که در حالت سکون نمی‌تواند به آن‌ها برسد. در این وضعیت‌ها، عبور الکترون‌ها آسان‌تر می‌شود و رسانایی الکتریکی افزایش پیدا می‌کند.
دانشمندان همچنین با تغییر فاصله الکترودها توانسته‌اند ساختار مولکول را کمی کشیده یا فشرده کنند و ولتاژ لازم برای شروع افزایش جریان را تغییر دهند.
کد خبر 1084197
-
رد پای امتحان در دستشویی! | استرس دانشجویان ترکیب شیمیایی «فاضلاب» را تغییر می‌دهد
-
کوچک‌ترین موتور جهان با برق کار می‌کند و جریان برق را ۱۰۰ برابر می‌کند! الهام از اختراعی ۲۰۰۰ساله
-
بی احترامی به سرود ملی و نامه رسمی از ۲۰ استان؛ این مدیر فوتبالی را برکنار کنید
-
شهاب حسینی بعد از ۷ روز به ترانه علیدوستی پیام داد
-
محرومیت سنگین برای یاسر آسانی | زمان اعلام حکم مشخص شد
-
احتمال استفاده آمریکا از سلاح هسته ای علیه ایران افزایش یافت + ویدئو | توضیحات تحلیلگر آمریکایی
-
ترامپ: قوی‌تر از هر زمانی بازخواهیم گشت
-
تارتار: این ۲ بازیکن را برایم بخرید پرسپولیس درست می‌شود | گزینه‌های نیم‌فصل سرخ‌ها
-
چراغ سبز آمریکا به اسرائیل؛ سریع باشید | آخرین وضعیت نتانیاهو
-
فوری؛ سخنان آیزنکوت پس از تصمیم مهم در اسرائیل
-
چراغ سبز آمریکا به اسرائیل؛ سریع باشید | آخرین وضعیت نتانیاهو
-
هیچ اقدامی علیه ایران انجام نخواهیم داد
-
شهاب حسینی بعد از ۷ روز به ترانه علیدوستی پیام داد
-
بی احترامی به سرود ملی و نامه رسمی از ۲۰ استان؛ این مدیر فوتبالی را برکنار کنید
-
ضربه دوم و مهلک‌تر به آمریکا در تنگه هرمز فرود آمد | آمریکای بزرگ ترامپ در تنگه هرمز جا ماند!
-
باورنکردنی؛ جریمه ۶ میلیارد تومانی کریم باقری توسط پرسپولیس
-
ترامپ: قوی‌تر از هر زمانی بازخواهیم گشت
-
بازیگر نون خ : زنم گفت دو سال نان خشک می‌خورم بازیگری را کنار نگذار | ببینید | رفته بودم نگهبان شوم اما…
-
تارتار: این ۲ بازیکن را برایم بخرید پرسپولیس درست می‌شود | گزینه‌های نیم‌فصل سرخ‌ها