1
ستاد ویژه توسعه فناوری نانو Iran Nanotechnology Innovation Council بستن
  • ستاد ویژه توسعه فناوری نانو

  • بانک اطلاعات شاخص های فناوری نانو

  • سایت جشنواره فناوری نانو

  • سیستم جامع آموزش فناوری نانو

  • شبکه آزمایشگاهی فناوری نانو

  • موسسه خدمات فناوری تا بازار

  • کمیته استانداردسازی فناوری نانو

  • پایگاه اشتغال فناوری نانو

  • کمیته نانو فناوری وزارت بهداشت

  • جشنواره برترین ها

  • مجمع بین المللی اقتصاد نانو

  • اکو نانو

  • پایگاه اطلاع رسانی محصولات فناوری نانو ایران

  • شبکه ایمنی نانو

  • همایش ایمنی در نانو

  • گالری چند رسانه ای نانو

  • تجهیزات فناوری نانو

  • صنعت و بازار

  • باشگاه نانو

مولکول‌های مرتعش موتورها را بحرکت درخواهند آورد

کلمات کلیدی : موتور مولکولی - ماشین مولکولی تاریخ خبر : 1392/02/04 تعداد بازدید : 3777

محققان آلمانی و اسپانیایی با استفاده از پدیده‌ای بنام ‏رزونانس تصادفی موفق به استخراج انرژی مفید از نویزهای محیطی شدند.

یک مولکول هیدروژن به تنهایی برای به حرکت درآوردن جسمی با جرمی بیشتر از خود ‏مولکول هیدروژن بکار گرفته شد. محققان آلمانی و اسپانیایی با استفاده از پدیده‌ای بنام ‏رزونانس تصادفی موفق به استخراج انرژی مفید از نویزهای محیطی شدند. آزمایشات انجام ‏گرفته که شامل بکارگیری نوک یک میکروسکوپ نیروی اتمی نصب‌شده بر روی پایه ‏ارتجاعی فنرمانند است که با استفاده از نویزهای محیطی ماشین‌های نانومتری و یا حتی ‏بزرگتر را بکار می‌اندازد.
 ‏
رزونانس تصادفی یا اتفاقی در سیستم‌های پیچیده خصوصا در موجودات زنده بعنوان ‏پمپاژکننده انرژی بسیار شناخته شده است. این پدیده سیگنال‌های دوره‌ای ضعیف را با ‏استفاده از سیگنال‌های نویز در محیط اطراف که ناشی از نوسانات اتفاقی در سیستم است، ‏تقویت می‌کند. این نوسانات که در همه جا یافت می‌شوند، می‌توانند از تغییرات دما و یا ‏حرکت الکترون‌ها و فوتون‌ها ناشی شوند. ‏

دانشمندان درصددند تا این قابلیت در طبیعت را برای جمع‌آوری انرژی از نویزهای اتفاقی ‏مشابه‌سازی کنند. در حال حاضر خوزه پاسکواِل و همکارانش در دانشگاه ‏Freie‏ برلین و ‏CIC ‎nanoGUNE‏ سن سباستین برای دست‌یابی به این هدف گام‌هایی رو به جلو برداشته‌اند و نشان ‏داده‌اند که حرکات تصادفی یک مولکول در حال لرزش هیدروژن می‌تواند برای به حرکت ‏در آوردن یک پایه مکانیکی استفاده شود. ‏

filereader.php?p1=main_7387e05ca01184d82
مولکولی که در حال حرکت تصادفی است، ‏حین نزدیک شدن به نوک (رنگ قرمز) تمایل ‏به صرف زمان بیشتری را در فشار دادن نوک به ‏بالا نشان می‌دهد. در حالتی که نوک بالاتر قرار ‏گرفته است، مولکول نویز با تغییر به وضعیت ‏دیگر (رنگ آبی) نوک را تحت اثر کمتری ‏قرار می‌دهد. این تغییرات دوره‌ای نیرو روی ‏نوک حرکت آن را سبب خواهد شد.‏

این محققان از حسگر یک میکروسکوپ نیروی اتمی بصورت یک نوک نصب شده ‏روی پایه فنرمانند ارتجاعی کوارتز استفاده کردند. سپس یک مولکول هیدروژن را بین نوک ‏و صفحه مسی قرار داده و ولتاژ ناچیزی (در حدود ‏‎0.1V‎‏) بین نوک و صفحه اعمال کردند. ‏این ولتاژ ناچیز سبب می‌شود که اتم هیدروژن بصورت تصادفی بین دو موقعیت تغییرمکان ‏داده و متعاقبا پایه شروع به نوسان کند. ‏

پاسکواِل در این رابطه گفت: «ما بر این باوریم که پایه به علت رزونانس تصادفی ناشی از ‏حرکت مداوم و تصادفی اتم هیدروژن و حرکت تناوبی نوسانگر مکانیکی برای تشدید انتقال ‏انرژی از مولکول به پایه به حرکت در می‌آید. حرکت تصادفی مولکول هیدروژن بطور ‏فزآینده‌ای نیروهایی در مقیاس نانو به نوک میکروسکوپ وارد کرده و آن را به نوسان وادار ‏می‌کند.»

وی همچنین افزود: «در تحقیق حاضر مولکول هیدروژن به واسطه ولتاژ الکتریکی به ‏حرکت در آمده ولی در حال حاضر نمی‌توان گفت که این حرکت نمی‌تواند ناشی از سایر ‏منابع انرژی نظیر نور باشد. مشاهدات این گروه تحقیقاتی می‌تواند برای طراحی موتورهای ‏مولکولی مورد استفاده واقع شود.»

این محققان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی ‏Science‏ منتشر کرده‌اند.‏