Дослідники створили нанорозмірний роторний двигун, який може генерувати механічну роботу

Роторні двигуни, що приводяться в рух деяким потоком, тривалий час використовуються у вітряках і водяних колесах. Подібний механізм також спостерігається в біологічних клітинах, де FoF1-АТФ-синтаза виробляє паливо, необхідне клітинам для функціонування. Черпаючи натхнення з цього, дослідники з Делфтського технологічного університету розробили найменший в історії двигун з ДНК, який використовує електричні або сольові градієнти для генерації механічної енергії. Для побудови двигуна команда використала техніку під назвою ДНК-орігамі, яка використовує специфічні взаємодії між комплементарними парами ДНК для побудови 2D та 3D нанооб’єктів.

Ротори черпають енергію з води, що індукується застосуванням напруги або різною концентрацією солі з обох боків мембрани. Завдяки проведеним спостереженням дослідники дослідили більше та використали знання для створення нанорозмірних турбін.

«Наш проточний двигун зроблено з матеріалу ДНК. Ця структура прикріплена до нанопори, крихітного отвору в тонкій мембрані. Пучок ДНК товщиною лише 7 нанометрів самоорганізовується під дією електричного поля в роторну конфігурацію, яка згодом приводиться в безперервний обертальний рух понад 10 обертів на секунду», пояснені Доктор Сінь Ши, постдок на кафедрі біонауки ТУ Делфт. Доктор Ши також є першим автором вчитися опубліковані в Фізика природи.

За словами команди, це перший раз, коли активний ротор, що керується потоком, був розроблений у нанорозмірі. Дослідники були спантеличені, коли вперше спостерігали явище самоорганізації паличок ДНК. Доктор Ши додав, що, незважаючи на те, що існує багато інформації про роторні двигуни, дуже мало відомо про їхню нанорозмірну версію.

Вони також провели експеримент і продемонстрували здатність турбіни нести навантаження. Команда вважає, що ця розробка відкрила нові шляхи в розробці активних роботів.