นักวิจัยสร้างมอเตอร์โรตารี่ที่ขับเคลื่อนด้วยกระแสระดับนาโนที่สามารถสร้างงานเครื่องกลได้

มอเตอร์โรตารีที่ขับเคลื่อนด้วยการไหลบางส่วนมีการใช้งานเป็นเวลานานในกังหันลมและกังหันน้ำ กลไกที่คล้ายคลึงกันยังเห็นได้ในเซลล์ทางชีววิทยาที่การสังเคราะห์ FoF1-ATP ผลิตเชื้อเพลิงที่เซลล์ต้องการในการทำงาน จากแรงบันดาลใจจากสิ่งนี้ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเดลฟต์ได้พัฒนามอเตอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยกระแสที่เล็กที่สุดเท่าที่เคยมีมาจาก DNA ที่ใช้การไล่ระดับไฟฟ้าหรือเกลือเพื่อสร้างพลังงานกล ในการสร้างมอเตอร์ ทีมงานได้ใช้เทคนิคที่เรียกว่า DNA origami ซึ่งใช้ปฏิสัมพันธ์เฉพาะระหว่างคู่ DNA เสริมเพื่อสร้างวัตถุนาโน 2D และ 3D

โรเตอร์ดึงพลังงานจากน้ำที่เกิดจากแรงดันไฟหรือโดยความเข้มข้นของเกลือที่ต่างกันที่ด้านใดด้านหนึ่งของเมมเบรน จากการสังเกตที่ทำ นักวิจัยได้สำรวจเพิ่มเติมและใช้ความรู้เพื่อสร้างกังหันระดับนาโน

“มอเตอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยกระแสของเราทำจากวัสดุดีเอ็นเอ โครงสร้างนี้เชื่อมต่อกับรูพรุนขนาดเล็กในเมมเบรนบาง ๆ มัด DNA ที่มีความหนาเพียง 7 นาโนเมตรจัดระเบียบตัวเองภายใต้สนามไฟฟ้าให้มีรูปร่างเหมือนโรเตอร์ ซึ่งต่อมาถูกตั้งค่าเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนอย่างต่อเนื่องมากกว่า 10 รอบต่อวินาที” อธิบาย Dr Xin Shi, postdoc ในภาควิชา Bionanoscience ที่ TU Delft ดร. ชิยังเป็นผู้เขียนคนแรกของ ศึกษา ตีพิมพ์ใน ฟิสิกส์ธรรมชาติ.

ตามที่ทีมกล่าว นี่เป็นครั้งแรกที่โรเตอร์แอคทีฟที่ขับเคลื่อนด้วยการไหลได้รับการพัฒนาในระดับนาโน นักวิจัยรู้สึกงุนงงเมื่อสังเกตเห็นปรากฏการณ์ที่แท่ง DNA เรียงตัวกันเป็นครั้งแรก Dr Shi กล่าวเสริมว่าในขณะที่มีข้อมูลมากมายเกี่ยวกับมอเตอร์โรตารี่ แต่ก็ยังไม่ค่อยมีใครรู้จักเกี่ยวกับรุ่นระดับนาโนของพวกเขา

พวกเขายังทำการทดลองและแสดงให้เห็นถึงความสามารถของกังหันในการรับน้ำหนัก ทีมงานเชื่อว่าการพัฒนาได้เปิดช่องทางใหม่ในด้านวิศวกรรมของหุ่นยนต์แอคทีฟ