به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از تارنمای دانشگاه تگزاس، این گروه تحقیقاتی از هلند، آمریکا و آلمان یک توربین از جنس دی ان ای را طراحی کردند که از جریان هیدرودینامیکی در داخل یک نانوحفره در غشایی از جنس نیترید سیلیکون حالت جامد، انرژی خود را تامین می‌کند. این موتور کوچک می تواند برای حوزه‌هایی نظیر پروب‌های پزشکی به منظور تشخیص سرطان استفاده شود.
الکسی آکسییمیتیف استاد فیزیک در دانشگاه ایلینویز در آمریکا گفت: ما برای تحقق الکتروموتورها در مقیاس‌های بسیار کوچک، اصول جدید و مکانیسم‌های فیزیکی تازه‌ای را توسعه دادیم.
در این طرح تحقیقاتی سیس دکر از دانشگاه صنعتی دلفت در هلند و هندریک دیتز از دانشگاه صنعتی مونیخ در آلمان همکاری داشتند.
دیتز متخصص در دی ان ای اریگامی است. آزمایشگاه وی مولکول‌های دی ان ای را برای ساخت توربین موتور کوچک دستکاری کرد، مولکول‌هایی که شامل ۳۰ مارپیچ دی ان ای دو رشته‌ای که از حدود ۷۲ جفت باز ساخته شده بودند.
تیم تحقیقاتی گروه دکر نشان داد که این توربین با استفاده از یک میدان الکتریکی می‌تواند بچرخد. آزمایشگاه آکسیمنتیف شبیه‌سازی دینامیک مولکولی را روی پنج میلیون اتم انجام داد تا پدیده‌های فیزیکی و نحوه عملکرد موتور را توصیف کند.
مرکز محاسبات پیشرفته تگزاس (TACC) منابع مالی آزمایشگاه آکسیمنتیف را برای انجام این مطالعه تامین کرد. وی گفت: ما تا ۱۰۰ سیستم نانوموتور مختلف برای شبیه‌سازی داشتیم، مجبور شدیم آنها را برای شرایط مختلف و به شیوه‌ای سریع بررسی کنیم.
این مطالعه نشان داد که یک مارپیچ دی ای ای می‌تواند به ساخت کوچک‌ترین الکتروموتور جهان منجر شود که قدرت تا یک میلیارد چرخش در دقیقه را دارد.
یکی از دلایل استفاده از دی ان ای به عنوان بلوک ساختمانی این است که بار منفی را تحمل می‌کند، ویژگی اساسی که برای ساخت الکتروموتور لازم است.
این اولین موتور نانویی است که می‌توان سرعت و جهت چرخشی آن را کنترل کرد. این کار با تنظیم میدان الکتریکی در غشای نانوحفره حالت جامد و غلظت نمک سیال که روتور را احاطه کرده است، انجام می‌شود.
در آینده ممکن است بتوان با استفاده از این الکتروموتور نانویی، مولکولی را سنتز کرد، یا می‌توان از آن به عنوان عنصر یک کارخانه مولکولی بزرگ تر استفاده کرد.
جزییات این تحقیق در مقاله ای در نشریه Nature Nanotechnology منتشر شده است،
نظر شما