Pētnieki izveido nanomēroga plūsmas piedziņas rotējošo motoru, kas var radīt mehānisku darbu

Rotācijas motori, kurus darbina noteikta plūsma, ilgu laiku tiek izmantoti vējdzirnavās un ūdensratos. Līdzīgs mehānisms ir redzams arī bioloģiskajās šūnās, kur FoF1-ATP sintāze ražo degvielu, kas nepieciešama šūnu darbībai. Iedvesmojoties no tā, Delftas Tehnoloģiju universitātes pētnieki ir izstrādājuši mazāko jebkad ar plūsmu darbināmo DNS motoru, kas izmanto elektriskos vai sāls gradientus, lai radītu mehānisko enerģiju. Motora konstruēšanai komanda ir izmantojusi paņēmienu, ko sauc par DNS origami, kas izmanto specifisku mijiedarbību starp komplementāriem DNS pāriem, lai izveidotu 2D un 3D nanoobjektus.

Rotori iegūst enerģiju no ūdens, ko izraisa spriegums vai dažādas sāls koncentrācijas abās membrānas pusēs. No veiktajiem novērojumiem pētnieki ir izpētījuši vairāk un izmantojuši zināšanas, lai izveidotu nanomēroga turbīnas.

"Mūsu plūsmas vadīts motors ir izgatavots no DNS materiāla. Šī struktūra ir piestiprināta pie nanoporas, niecīgas atveres, plānā membrānā. DNS saišķis, kura biezums ir tikai 7 nanometri, elektriskā lauka ietekmē pašorganizējas rotoram līdzīgā konfigurācijā, kas pēc tam tiek iestatīta ilgstošai rotējošai kustībai, kas pārsniedz 10 apgriezienus sekundē. Paskaidroja Dr Xin Shi, pēcdoktors TU Delftas Bionanozinātnes katedrā. Dr Shi ir arī pirmais autors studēt publicēts Dabas fizika.

Pēc komandas domām, šī ir pirmā reize, kad nanomērogā ir izstrādāts ar plūsmu darbināms aktīvais rotors. Pētnieki bija neizpratnē, kad viņi pirmo reizi novēroja fenomenu, kurā DNS stieņi organizējas paši. Dr Shi piebilda, ka, lai gan bija daudz informācijas par rotācijas motoriem, ļoti maz ir zināms par to nanomēroga versiju.

Viņi arī veica eksperimentu un demonstrēja turbīnas spēju izturēt slodzi. Komanda uzskata, ka attīstība ir pavērusi jaunus ceļus aktīvo robotu projektēšanā.