Cercetătorii construiesc un motor rotativ condus de flux la scară nanometrică care poate genera muncă mecanică

Motoarele rotative care sunt antrenate de un anumit debit sunt utilizate pentru o lungă perioadă de timp în morile de vânt și roțile hidraulice. Un mecanism similar este observat și în celulele biologice în care FoF1-ATP sintetaza produce combustibilul necesar celulelor pentru a funcționa. Inspirându-se din acest lucru, cercetătorii de la Universitatea de Tehnologie Delft au dezvoltat cel mai mic motor din ADN, condus vreodată de flux, care utilizează gradienți electrici sau de sare pentru a genera energie mecanică. Pentru construcția motorului, echipa a folosit o tehnică numită origami ADN care utilizează interacțiuni specifice între perechile de ADN complementare pentru a construi nano-obiecte 2D și 3D.

Rotoarele atrag energie din apă care este indusă prin aplicarea tensiunii sau prin concentrații diferite de sare pe ambele părți ale membranei. Din observațiile făcute, cercetătorii au explorat mai mult și au folosit cunoștințele pentru a construi turbine la scară nanometrică.

„Motorul nostru condus de flux este fabricat din material ADN. Această structură este fixată pe un nanopor, o deschidere minusculă, într-o membrană subțire. Pachetul de ADN cu o grosime de numai 7 nanometri se autoorganizează sub un câmp electric într-o configurație asemănătoare rotorului, care ulterior este pus într-o mișcare de rotație susținută de mai mult de 10 rotații pe secundă. a explicat Dr Xin Shi, post-doctorat în departamentul de Bionanoscience de la TU Delft. Dr Shi este, de asemenea, primul autor al studiu publicat în Fizica naturii.

Potrivit echipei, aceasta este prima dată când un rotor activ condus de flux a fost dezvoltat la o scară nanometrică. Cercetătorii au fost nedumeriți când au observat pentru prima dată fenomenul în care tijele de ADN se organizează. Dr. Shi a adăugat că, deși există o mulțime de informații disponibile despre motoarele rotative, se știu foarte puține despre versiunea lor la scară nanometrică.

De asemenea, au efectuat un experiment și au demonstrat capacitatea turbinei de a transporta o sarcină. Echipa crede că dezvoltarea a deschis noi căi în ingineria roboților activi.