Ang mga Mananaliksik ay Bumuo ng Nanoscale Flow-Driven Rotary Motor Na Maaaring Bumuo ng Mechanical Work

Ang mga rotary motor na pinapatakbo ng ilang daloy ay ginagamit nang mahabang panahon sa mga windmill at waterwheels. Ang isang katulad na mekanismo ay nakikita rin sa mga biological na selula kung saan ang FoF1-ATP synthase ay gumagawa ng gasolina na kinakailangan ng mga cell upang gumana. Sa pagguhit ng inspirasyon mula dito, ang mga mananaliksik sa Delft University of Technology ay nakabuo ng pinakamaliit na motor na hinimok ng daloy mula sa DNA na gumagamit ng mga gradient ng kuryente o asin upang makabuo ng mekanikal na enerhiya. Para sa pagbuo ng motor, ang koponan ay gumamit ng isang pamamaraan na tinatawag na DNA origami na gumagamit ng mga partikular na pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga pantulong na pares ng DNA upang bumuo ng 2D at 3D nano-object.

Ang mga rotor ay kumukuha ng enerhiya mula sa tubig na na-induce sa pamamagitan ng paglalagay ng boltahe o sa pamamagitan ng pagkakaroon ng iba't ibang konsentrasyon ng asin sa magkabilang panig ng lamad. Mula sa mga obserbasyon na ginawa, ang mga mananaliksik ay naggalugad ng higit pa at ginamit ang kaalaman upang bumuo ng mga nanoscale turbine.

“Ang aming flow-driven na motor ay gawa sa DNA material. Ang istraktura na ito ay naka-dock sa isang nanopore, isang maliit na butas, sa isang manipis na lamad. Ang bundle ng DNA na may kapal lamang na 7-nanometer ay nag-oorganisa sa ilalim ng isang electric field sa isang parang rotor na pagsasaayos, na pagkatapos ay itinatakda sa isang sustained rotary motion na higit sa 10 rebolusyon bawat segundo," ipinaliwanag Dr Xin Shi, isang postdoc sa departamento ng Bionanoscience sa TU Delft. Si Dr Shi din ang unang may-akda ng pag-aralan inilathala sa Kalikasan Physics.

Ayon sa koponan, ito ang unang pagkakataon na ang isang flow-driven na aktibong rotor ay binuo sa isang nanoscale. Ang mga mananaliksik ay nalilito nang una nilang naobserbahan ang kababalaghan kung saan ang mga DNA rod ay nag-aayos ng kanilang sarili. Idinagdag ni Dr Shi na habang mayroong maraming impormasyon na magagamit sa mga rotary motors, napakakaunting nalalaman tungkol sa kanilang nanoscale na bersyon.

Nagsagawa rin sila ng eksperimento at ipinakita ang kakayahan ng turbine na magdala ng karga. Naniniwala ang koponan na ang pag-unlad ay nagbukas ng mga bagong paraan sa engineering ng mga aktibong robot.