Ученые из Кембриджского университета (University of Cambridge) создали самый маленький в мире двигатель, размер которого составляет всего лишь несколько нанометров (1 нм = 1 миллиардная доля метра). Мощность двигателя на несколько порядков превосходит прошлые разработки ученых, что теоретически позволяет свободно перемещать оснащенные им наномашины даже в воде.

Двигатель состоит из нескольких сотен заряженных мельчайших частиц золота, которые находятся в наноскопической капле специального полимерного геля. Работает двигатель благодаря лазерным импульсам, которые нагревают гель и испаряют из него молекулы воды.

Когда вода испаряется из геля, частицы золота притягиваются друг к другу и схлопываются в тугой пучок. Притяжение между частицами золота обеспечивается силами Ван-дер-Ваальса, которые возникают между молекулами из-за неравномерного распределения заряда внутри них. Молекулы ведут себя как мельчайшие магниты и притягиваются друг ко другу разноименными полюсами.

После сжатия частиц золота лазерный импульс прекращается, и гель охлаждается. Молекулы воды возвращаются в гель, заставляя его расширяться, после чего сотни частиц золота резко разлетаются друг от друга, расправляя всю структуру, подобно пружине.

Ученые сравнивают это явление со взрывом в наномасштабе — его энергия столь велика, что отношение силы на единицу веса двигателя примерно в сто раз больше, чем у любого существующего двигателя или биологической мышцы из живой ткани.

Как рассказали авторы исследования, основная проблема на пути разработки полноценного работающего двигателя состоит в сосредоточении освобождаемой энергии в одном пространственном направлении. Сегодняшний прототип устройства сжимается и расширяется, прикладывая силу во всех направлениях сразу.

По словам ученых, эта задача в чем-то схожа с изобретением парового двигателя, который превратил хаотичную энергию теплового расширения в направленное движение поршня. Если инженерам удастся разрешить эту проблему, то их разработка станет основой для создания первых наномашин, которые смогут использоваться в медицине для ранней диагностики рака и других заболеваний, а также для доставки лекарств прямо внутрь клеток организма.

"Умная" камера Netatmo

Массажная накидка