Nanodragster razí cestu budoucím miniaturním strojům

Američtí vědci nedávno představili novou verzi svého mikroskopického nanoauta, přezdívaného nyní nanodragster. Je rychlejší a lépe ovladatelné než jeho předchůdci. Do šířky lidského vlasu se takových dragsterů vejde 50 000.

Nanodragster | foto: American Chemical Society

Vylepšení konstrukce nanodragsteru způsobil pokrok ve výzkumu účinnosti řízení pohybu malých molekul. Což je klíčová vlastnost pro vývoj tak malých zařízení, jako jsou molekulární stroje.

První skutečně funkční nanoauto vytvořil výzkumný tým Jamese Toura z Rice University již v roce 2005. Už tehdy mělo vše, co má správné auto mít: podvozek, kola i motor, v tomto případě poháněný paprsky světla. Jen jeho rozměry byly ve srovnání s vozidly, která se prohánějí po našich silnicích, poněkud neobvyklé, nanoauto totiž měřilo jen několik nanometrů (1 nm = 10^-9 m).

Molekulární stroj

Nyní vědci oznámili, že se jim podařilo vyřešit problémy, které bránily v dalším zvyšování účinnosti nanoauta, a vytvořili jeho pokročilejší verzi, které pro jeho rychlost a ovladatelnost neváhali nazvat nanodragster.

Dragster

Dragster je speciální vozidlo určené pro rychlostní soutěže na krátké vzdálenosti

Rozměry nanodragsteru překonávají všechny dosavadní rekordy, na šířku by se jich do průměrného lidského vlasu vešlo asi 50 tisíc!

Do nanoskopických molekulárních strojů vkládají vědci velké naděje. Očekávají, že v budoucnu by se mohly výrazně uplatnit například při konstrukci ultraminiaturních elektronických obvodů či medicínských nanorobotů. Ty by mohly v lidském těle provádět celou řadu úkolů, od diagnózy nemocí až po chirurgické zákroky, jako je například operace rakovinných nádorů.

Kola z uhlíku

Konstrukce nanodragsteru představuje významný krok k naplnění těchto plánů. Původní verze nanoauta měla kola z uhlíkových molekul (fullerenů) uspořádaných do tvaru fotbalového míče, tzv. buckyballs.

Vozítko se na "dráze” ze zlata rozjelo jen za působení tepla (teploty okolo 200 st. C) nebo proměnného elektrického pole. Přestože se jeho kola skutečně otáčela, možnosti jeho řízení byly velmi omezené, zejména díky materiálu předních kol.

Nový typ nanoautomobilu má naproti tomu přední kola ze speciálního kompozitního materiálu složeného z atomů uhlíku a bóru, tzv. p-carboranu. Ten splňuje požadované nároky i za mnohem nižších teplot. Zadní kola zůstávají uhlíková, neboť fullereny mají lepší povrchovou přilnavost.

Nanodragster

Změna materiálu předních kol přinesla výrazné zlepšení jeho vlastností. Nanodragster funguje za nižších teplot, navíc je rychlejší, má větší akceleraci a ujede větší vzdálenost než předchozí model.

Z pohledu člověka přesto jeho rychlost není nikterak závratná, v průměru nanodragster za minutu urazí vzdálenost jen několika nanometrů.

Zdroj: www.rice.edu, http://www.wikipedia.org