A világ legkisebb elektromos autója

Négykerék-meghajtású miniatűr jármű 18 atomból. - Hollandiában egy olyan molekulát fejlesztettek ki, amely úgy képes haladni egy felületen, akár egy autó. Ez a természetesen sofőr nélküli jármű mindössze hét nanométer hosszú, vagyis nagyságrendileg milliomod milliméter méretű. Villamos energia hatására a négy szárny-alakú kereke mind azonos irányba kezed el forogni, így a mini-autó mozgásba jön, kerék fordulatonként egy nanométert megtéve.
 
A Groningeni Egyetemen, a Felvidékről származó Kudernác Tibor vezette csapat grafikákkal és animációkkal szemléltette a kis jármű hasonlóságát a Lego Technic modellekkel: a miniatűr autót hasonlóan építették össze, mint a különbözőképpen egymásba illeszthető, összeszerelhető játékokat. Az autó kerekei lapátszerűek, és szénhidrogénekből állnak, míg a váz egy stabil molekula darab, amely a kerekeket oly módon kötni össze, hogy azok forogni tudjanak.

A nanoautó kerekei nem éppen kerek alakúak, így érdekesen halad előre. (Érdemes megnézni a rövid videót!)

Pásztázó elektronmikroszkópban vizsgálva, 0,5 és 0,9 V közötti feszültség alatt az apró jármű  kerekei forgásba jönnek. Hasonló járművet már építettek korábban is, de ez az első alkalom, hogy mind a négy kereket mozgásba hozza és egy irányba forgassa a feszültség.

Ezek persze csak az első eredménynek, a jármű még nem működik megbízhatóan. A fő nehézséget az autó felszínre való pozícionálása jelenti: ha a tetejére állítva kerül az autó a felületre, hiába a feszültség, az első és a hátsó lapátkerekek ellenkező irányba forognak, így az autó nem halad semerre. Nanométeres tartományban, egészen más erők hatnak, mint a hagyományos mérnöki-mechanikai makro világban. Különösen a van der Waals erők és a kapilláris erők, vagyis az egyes atomok és molekulák közti vonzás erők. Amikor az autó feszültség alá kerül, megváltozik a közte és a felszín – amely ebben az esetben egy réz lemez -  közötti vonzás erő. Amennyiben a vonzáserő túl nagy, az autó szó szerint odaragad a lemezre és ekkor sem mozdul a molekula. Ráadásul a nanojármű mínusz 266 Celsius-fokon és vákuumban képes működni.

A kutatócsoport  most felmutatott eredménye nem csupán mikroszkopikus játék, hanem bizonyíték arra, hogy olyan nanométeres nagyságú szerkezetek, molekuláris motorok alkothatóak, amelyek képesek külső villamos energia felvételére. A nanotechnológia egyre több iparágban honosodik meg, és jelenti az előrelépés és technikai fejlődés motorját. Az új kutatási eredményeket sokszor rendkívül gyorsan találja meg az ipari felhasználás.

Tibor Kudernac (Universität Groningen, Niederlande) et al.: Nature, Bd. 479, S. 108, doi: 10.1038/nature10587

Paul Weiss (University of California, Los Angeles): Nature, Bd. 479, S. 188, doi: 10.1038/479187a

Ivicsics Miklós