研究者は、機械的仕事を生成できるナノスケールの流れ駆動ロータリー モーターを構築します。

風車や水車には、流れによって駆動される回転モーターが古くから使われています。 同様のメカニズムは、FoF1-ATP シンターゼが細胞が機能するために必要な燃料を生成する生体細胞にも見られます。 このことからインスピレーションを得て、デルフト工科大学の研究者は、電気または塩の勾配を利用して機械エネルギーを生成する、これまでで最小のフロー駆動モーターを DNA から開発しました。 モーターの構築のために、チームは DNA 折り紙と呼ばれる技術を使用しました。これは、相補的な DNA ペア間の特定の相互作用を使用して、2D および 3D のナノオブジェクトを構築します。

ローターは、電圧を印加するか、膜の両側に異なる濃度の塩を加えることによって誘導される水からエネルギーを引き出します。 行われた観察から、研究者はさらに調査し、その知識を使用してナノスケールのタービンを構築しました。

「当社の流体駆動モーターは DNA 素材で作られています。 この構造は、薄い膜の小さな開口部であるナノポアにドッキングされています。 わずか 7 ナノメートルの厚さの DNA 束は、電場の下でローターのような構成に自己組織化され、その後、毎秒 10 回転以上の持続的な回転運動に設定されます。」 説明 デルフト工科大学のバイオナノ科学部門のポスドクである Xin Shi 博士。 Dr Shi は、 研究 に発表され 自然物理学.

チームによると、流れ駆動のアクティブローターがナノスケールで開発されたのはこれが初めてです。 研究者たちは、DNA ロッドが自己組織化する現象を最初に観察したとき、戸惑いました。 Shi博士は、ロータリーモーターについては多くの情報が入手可能であるが、ナノスケールバージョンについてはほとんど知られていないと付け加えた.

彼らはまた、実験を行い、タービンが負荷を運ぶ能力を実証しました。 チームは、この開発がアクティブ ロボットのエンジニアリングに新たな道を開いたと考えています。