חוקרים בונים מנוע רוטרי מונע בקנה מידה ננומטרי שיכול ליצור עבודה מכנית

מנועים סיבוביים המונעים על ידי זרימה מסוימת נמצאים בשימוש זמן רב בטחנות רוח ובגלגלי מים. מנגנון דומה נראה גם בתאים ביולוגיים שבהם הסינתז FoF1-ATP מייצר את הדלק הנדרש לתאים לתפקוד. שואבים השראה מכך, חוקרים מאוניברסיטת דלפט לטכנולוגיה פיתחו את המנוע הקטן ביותר אי פעם מונע זרימה מ-DNA, המנצל שיפועים חשמליים או מלח ליצירת אנרגיה מכנית. לבניית המנוע, הצוות השתמש בטכניקה הנקראת DNA אוריגמי המשתמשת באינטראקציות ספציפיות בין זוגות DNA משלימים לבניית ננו-אובייקטים דו-ממדיים ותלת-ממדיים.

הרוטורים שואבים אנרגיה ממים המושרה על ידי הפעלת מתח או על ידי ריכוזים שונים של מלח משני צידי הממברנה. מהתצפיות שנעשו, חוקרים חקרו יותר והשתמשו בידע כדי לבנות טורבינות ננומטריות.

"המנוע מונע הזרימה שלנו עשוי מחומר DNA. מבנה זה מעוגן על ננופורה, פתח זעיר, בקרום דק. חבילת ה-DNA בעובי של 7 ננומטר בלבד מתארגנת בעצמה תחת שדה חשמלי לתצורה דמוית רוטור, שלאחר מכן נקבעת לתנועה סיבובית מתמשכת של יותר מ-10 סיבובים לשנייה." מוסבר ד"ר שין שי, פוסט דוקטורט במחלקה למדעי הביוננו ב-TU Delft. ד"ר שי הוא גם המחבר הראשון של הספר ללמוד פורסם ב פיזיקת טבע.

לדברי הצוות, זו הפעם הראשונה שפותח רוטור פעיל מונע זרימה בקנה מידה ננו. החוקרים היו תמהים כאשר צפו לראשונה בתופעה שבה מוטות ה-DNA מתארגנים. ד"ר שי הוסיף שאמנם יש הרבה מידע זמין על מנועים סיבוביים, אבל מעט מאוד ידוע על הגרסה הננומטרית שלהם.

הם גם ערכו ניסוי והדגימו את יכולתה של הטורבינה לשאת מטען. הצוות מאמין שהפיתוח פתח אפיקים חדשים בהנדסת רובוטים פעילים.