Teadlased loovad nanoskaala vooluga pöörleva mootori, mis suudab mehaanilist tööd teha

Pöördmootorid, mida juhib mingi vool, on tuuleveskites ja vesiratastes kasutusel pikka aega. Sarnast mehhanismi on näha ka bioloogilistes rakkudes, kus FoF1-ATP süntaas toodab rakkude funktsioneerimiseks vajalikku kütust. Sellest inspiratsiooni ammutades on Delfti Tehnikaülikooli teadlased DNA-st välja töötanud väikseima vooluga juhitava mootori, mis kasutab mehaanilise energia genereerimiseks elektrilisi või soolagradiente. Mootori ehitamiseks on meeskond kasutanud DNA origami tehnikat, mis kasutab 2D- ja 3D-nanoobjektide ehitamiseks spetsiifilisi interaktsioone täiendavate DNA paaride vahel.

Rootorid ammutavad energiat veest, mis indutseeritakse pinge rakendamisel või erinevate soolade kontsentratsioonidega membraani mõlemal küljel. Tehtud tähelepanekute põhjal on teadlased rohkem uurinud ja kasutanud teadmisi nanomõõtmeliste turbiinide ehitamiseks.

"Meie vooluajamiga mootor on valmistatud DNA materjalist. See struktuur on dokitud õhukeses membraanis oleva nanopoori, väikese avause külge. Vaid 7 nanomeetri paksune DNA kimp organiseerub elektrivälja all ise rootorilaadseks konfiguratsiooniks, mis seejärel seatakse pidevale pöörlevale liikumisele kiirusega üle 10 pöörde sekundis. selgitas Dr Xin Shi, TU Delfti bionanoteaduse osakonna järeldoktor. Dr Shi on ka selle esimene autor õppima avaldatakse Loodusfüüsika.

Meeskonna sõnul on see esimene kord, kui nanomõõtmetes töötati välja vooluga juhitav aktiivne rootor. Teadlased olid hämmingus, kui nad esimest korda täheldasid nähtust, kus DNA vardad ise organiseeruvad. Dr Shi lisas, et kuigi pöörlevate mootorite kohta on palju teavet, on nende nanomõõtmelise versiooni kohta väga vähe teada.

Samuti viisid nad läbi katse ja demonstreerisid turbiini võimet kanda koormust. Meeskond usub, et arendus on avanud uusi võimalusi aktiivsete robotite projekteerimisel.