Raziskovalci izdelajo rotacijski motor na nanometrski tok, ki lahko ustvarja mehansko delo

Rotacijski motorji, ki jih poganja nek tok, se že dolgo uporabljajo v mlinih na veter in vodnih kolesih. Podoben mehanizem je viden tudi v bioloških celicah, kjer sintaza FoF1-ATP proizvaja gorivo, ki ga celice potrebujejo za delovanje. Po navdihu tega so raziskovalci na Tehnološki univerzi v Delftu iz DNK razvili najmanjši motor, ki ga poganja pretok, ki za ustvarjanje mehanske energije uporablja električne ali solne gradiente. Za konstrukcijo motorja je ekipa uporabila tehniko, imenovano DNK origami, ki uporablja specifične interakcije med komplementarnimi pari DNK za izdelavo 2D in 3D nanopredmetov.

Rotorji črpajo energijo iz vode, ki je inducirana z uporabo napetosti ali z različnimi koncentracijami soli na obeh straneh membrane. Iz opravljenih opazovanj so raziskovalci raziskali več in uporabili znanje za izdelavo turbin v nanometrskem merilu.

»Naš pretočni motor je izdelan iz materiala DNK. Ta struktura je pritrjena na nanopore, majhno odprtino v tanki membrani. Snop DNK debeline le 7 nanometrov se pod električnim poljem samoorganizira v rotorju podobno konfiguracijo, ki se nato nastavi v trajno rotacijsko gibanje z več kot 10 vrtljaji na sekundo,« razložiti Xin Shi, podoktor na oddelku za bionanoznanost na TU Delft. Dr Shi je tudi prvi avtor knjige študija objavljeno v Naravna fizika.

Po navedbah ekipe je to prvič, da je bil aktivni rotor, ki ga poganja tok, razvit na nanometru. Raziskovalci so bili zmedeni, ko so prvič opazili pojav, kjer se palice DNK organizirajo same. Dr Shi je dodal, da je o rotacijskih motorjih na voljo veliko informacij, o njihovi različici v nanometru pa je znanega zelo malo.

Izvedli so tudi poskus in dokazali sposobnost turbine, da prenese obremenitev. Ekipa verjame, da je razvoj odprl nove poti v inženiringu aktivnih robotov.