Группа ученых из университета Огайо, Национальной лаборатории Аргона и их коллеги из Франции и Японии, создали самый маленький молекулярный пропеллер, способный вращаться в заданном направлении за счет подводимой к нему извне энергии. В живой природе подобные пропеллеры приводят в движение некоторые виды бактерий, они обеспечивают перемещение различных компонентов внутри живых клеток и делают многое другое. Но создание подобных синтетических молекулярных механизмов до последнего времени наталкивалось на целый ряд трудностей, связанных с пагубным влиянием окружающей среды и невозможностью обеспечения точного контроля и управления такими крошечными устройствами.
Молекулярный пропеллер состоит из трех компонентов – молекула-основание, атом рутения, выполняющий роль шарикоподшипника и молекулярные лопасти, напоминающие сюрикен с тремя лучами. Размеры этого крошечного пропеллера составляют два нанометра в ширину и один нанометр в толщину. Вращаться этот пропеллер начинает при поступлении энергии из внешнего источника. Этой энергией может быть энергия электрического поля, подводимая при помощи наконечника сканирующего туннельного микроскопа. Изменяя прикладываемый электрический потенциал можно регулировать скорость вращения пропеллера и остановить его полностью, сняв электрическое поле.
Во время экспериментов ученым удалось сделать пошаговую запись процесса вращения молекулярного пропеллера. Это, в свою очередь, дало им возможность лучше разобраться в процессах, заставляющих двигаться молекулы и даже некоторые их составные части. Именно изучение принципов такого молекулярного движения и являлось основной целью исследований, но не исключено, что созданный молекулярный пропеллер найдет применение в различных технологиях, начиная от медицины и заканчивая технологиями нанопроизводства.
И в заключение следует отметить, что нано- и молекулярные машины некоторое время назад стали весьма “горячей” темой исследований в области нанотехнологий. А после того, как в 2016 году за “разработку и синтез молекулярных машин” была присуждена Нобелевская премия в области химии, интерес ученых к данной области повысился во много раз.