Наномышцы из пленок: новый подход

Ученые из университета Болоньи, Италия, в сотрудничестве с рядом зарубежных университетов смогли создать сложную молекулярную машину, способную совершать движения в наноразмерном диапазоне, сообщает Nanotechweb. На пленках оксида индия и флюорида кальция ученые смогли синтезировать матрицу ротаксановых переключателей-наноактюаторов, вращение которых можно контролировать с высокой степенью точности.

"Контролирование вращения наномашин важно для ряда наноэлектронных применений, - говорит доктор Альберто Креди (Alberto Credi) из университета Больньи. – Особенно важно создать надежный интерфейс между подложкой и исполнительной частью наномеханизма. Подобная организация наноматрицы позволит соединить большое количество отдельных наномашин при совместной работе. Это очень важно, например, при конструировании искусственных мышц ".

Действительно, совместная работа многих наномеханизмов позволит во много раз увеличить усилие, необходимое для работы в макромире. Подобные комплексные мышцы-актюаторы будут характеризоваться высокой плотностью механической энергии и при этом будут потреблять намного меньше энергии, чем обычные макромеханизмы.

Технология производства матрицы наномашин довольно проста. Сперва формируется лэнгмюровская пленка-монослой, которая представляет собой интерфейс «вода-воздух» с гидрофобными и гидрофильными концами полимеров. Далее на пленку наносят слой положительно заряженных молекул ротаксанов, которые закрепляются на поверхности анионной пленки.

"Эти ротаксановые пленки мы можем переместить на твердую подложку - стекло или металл, например, - поясняет д-р Креди. – Главное, что мы можем легко управлять поведением ротаксанов, изменяя кислотность среды. К примеру, просто изменив pH, мы можем добиться разной скорости вращения молекул". Ученые выяснили, что кислотная среда как нельзя лучше подходит для искусственных мышц, которые можно будет сконструировать на ротаксановых пленках.

#gallery#

"Теперь наша задача – сделать слой управляемым с помощью электрической энергии, - говорит д-р Креди. – Наши коллеги из группы Стоддарта (Калифорнийский университет, США) значительно помогают нам в этом. Ранее им удавалось «запитать» подобные молекулярные машины от света, теперь же они исследуют возможности управления пленками с помощью разности потенциалов, приложенной к ней".