Prototypowe, mikroskopijnych rozmiarów silniki, które mogłyby napędzać molekularne maszyny wytworzono w szkockim laboratorium.
Źródło: BBC News
Tłumaczenie: Ariel

Naukowcy z Uniwersytetu w Edynburgu stworzyli mikroskopijny silnik zasilany światłem, który może zostać wykorzystany do układania cząsteczek. Urządzenie to może pewnego dnia odegrać istotną rolę w maszynach mieszczących się a nano-skali.
Silnik opracowano pod wpływem badań nad podobnymi mikromaszynami istniejącymi w naturze, zasilanymi w powszechnie znanych procesach, takich jak fotosynteza.
Tego typu nanourządzenia czynią możliwym takie rzeczy jak poruszanie zerwanych, czy też obumierających, mięśni.
Maleńki cud
Nanotechnologia zwykle obejmuje komponenty zbudowane z poszczególnych atomów lub cząsteczek. Nanometr jest jedną miliardową metra i jest około 80 000 (osiemdziesiąt tysięcy) razy mniejszy niż najcieńszy z ludzkich włosów.
Prowadzony przez profesora Davida Leigh'a zespoł z Edynburga zaprojektował i zbudował cząsteczkę znaną jako rotaxan mogącą przesuwać i układać inne cząsteczki. Znalezienie molekularnej formy zdolnej do wykonywania tych czynności zajęło trzy lata starań i ciężkiej pracy. W zamyśle rotaxan może być uważany jako sztanga ze starannie umieszczonym przesuwnym ciężarem na poprzeczce która może działać jako jednokierunkowa „bramka” kiedy pada nań światło.
„Mamy nowy mechanizm napędzający dla nanomaszyn” - mówi profesor Leigh - „jest to automatyczny mechanizm, który z pewnością posunie mikromaszyny krok do przodu w realizacji przyszłego świata nanotechnologii”
Jako że rotaxan może być wykorzystywany do wykonywania przydatnych prac w przewidywalnej modzie, np. grupować cząsteczki, może się on stać kluczowym komponentem dla wszystkich osób projektujących nano-urządzenia
Odkrycia zespołu zostały zaprezentowane w czasopiśmie Nature. Swoistą inspirację dla mikrosilnika zaczerpnięto z założeń eksperymentu początkowo wymyślonego przez pioniera fizyki Jamesa Clerk'aa Maxwell'a.
Chociaż najbardziej znaną jest jego praca nad elektromagnetyzmem, to jest on również twórcą idei „Demona Maxwella” (Maxwell's Demon) według której zakłada, iż chochlik ów mógłby układać cząsteczki powietrza w dwóch odseparowanych komorach, co jest na przekór drugiej zasadzie dynamiki. (dop. Ariel: w oryginale teza owa brzmi: "... jeśli wyobrazimy sobie istotę potrafiącą podążać za każdą molekułą z osobna to taka istota, mimo iż posiadałaby takie same atrybuty istnienia jak my, byłaby zdolna do czynów, które są dla nas niewykonalne. Jak dowiedliśmy, cząsteczki w naczyniu pełnym powietrza w stałej temperaturze poruszają się z najróżniejszymi prędkościami, jednakże średnia prędkość dowolnej dużej, losowo wybranej ich liczby jest zawsze niemal jednakowa. Wyobraźmy sobie, że naczynie to jest podzielone na dwie części A i B przegrodą w której znajduje się mały otwór i naszą istotę zdolną widzieć pojedyncze cząsteczki, która otwiera i zamyka ten otwór, tak aby przepuszczać tylko szybsze cząsteczki z A do B i tylko wolniejsze z B do A. Będzie ona zatem, bez wydatkowania pracy zwiększała temperaturę B i zmniejszała A, w sprzeczności z drugim prawem termodynamiki" )
W swojej poprzedniej pracy grupa profesora Leigh'a użyła wyprodukowanego nanourządzenia, aby z pełnym sukcesem zawrócić spływające w dół krople.