Peneliti Membangun Motor Rotary Berbasis Aliran Nano yang Dapat Menghasilkan Kerja Mekanik

Motor putar yang digerakkan oleh beberapa aliran telah lama digunakan pada kincir angin dan kincir air. Mekanisme serupa juga terlihat pada sel biologis di mana sintase FoF1-ATP menghasilkan bahan bakar yang dibutuhkan oleh sel untuk berfungsi. Mengambil inspirasi dari ini, para peneliti di Delft University of Technology telah mengembangkan motor penggerak aliran terkecil dari DNA yang memanfaatkan gradien listrik atau garam untuk menghasilkan energi mekanik. Untuk konstruksi motor, tim telah menggunakan teknik yang disebut origami DNA yang menggunakan interaksi spesifik antara pasangan DNA komplementer untuk membangun objek nano 2D dan 3D.

Rotor menarik energi dari air yang diinduksi dengan menerapkan tegangan atau dengan memiliki konsentrasi garam yang berbeda di kedua sisi membran. Dari pengamatan yang dilakukan, peneliti lebih banyak mengeksplorasi dan menggunakan pengetahuan untuk membangun turbin skala nano.

“Motor penggerak aliran kami terbuat dari bahan DNA. Struktur ini merapat ke nanopore, lubang kecil, di membran tipis. Bundel DNA dengan ketebalan hanya 7 nanometer mengatur sendiri di bawah medan listrik menjadi konfigurasi seperti rotor, yang kemudian diatur menjadi gerakan putar berkelanjutan lebih dari 10 putaran per detik, ” menjelaskan Dr Xin Shi, seorang postdoc di departemen Bionanoscience di TU Delft. Dr Shi juga penulis pertama dari belajar diterbitkan dalam Fisika Alam.

Menurut tim, ini adalah pertama kalinya rotor aktif yang digerakkan oleh aliran dikembangkan pada skala nano. Para peneliti bingung ketika mereka pertama kali mengamati fenomena di mana batang DNA mengatur diri mereka sendiri. Dr Shi menambahkan bahwa meskipun ada banyak informasi yang tersedia tentang motor rotari, sangat sedikit yang diketahui tentang versi skala nanonya.

Mereka juga melakukan percobaan dan mendemonstrasikan kemampuan turbin untuk membawa beban. Tim percaya bahwa pengembangan telah membuka jalan baru dalam rekayasa robot aktif.