劍橋大學做出世界上最小的發動機,且小到足以進入細胞裡面

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研究人員用金奈米粒子中設計了一個微型發動機,它採用“凡德瓦爾斯(Ven der Waals)能源”來驅動一個微小的馬達,這可能是在奈米尺度上建立功能性機器的答案。

微小的發動機

來自劍橋大學的研究人員才正發明了一個微小的發動機,一個非常微小的引擎,它將有可能在實踐真正地功能性奈米技術所期待已久的夢想中發揮關鍵的作用。

這種技術長久以來已在醞釀之中,並一直被吹捧其巨大的潜力:想像微型機械或細胞類似漫遊的血液(àlafantastic之旅)和跳過癌細胞,來與外來的細菌和病毒交手,修正普里昂疾病,和重新安排飽受遺傳疾病之苦患者的基因組。

也想像一下,這樣的技術對材料科學、計算、光學…等科技有什麼影響呢,這種可能性幾乎是無止境的,這樣你就可以很好猜測它具有改變世界的能力。

但科學家們不得不如同嬰兒學步般開始,因為在奈米尺度上操縱物質是一大難題。一個主要的障礙是:如何對這種極其微小的設備提供電力;而新發現的發動機可能會是解決此問題的方法。

尋金者

原型發動機不像是傳統類型 ︰它是由一堆雜亂的帶電金奈米粒子組成,聚集在一個對溫度敏感的聚合物的“智慧型”凝膠裡。發動機背後的實際發電原理很簡單,不會比提供動力給彈弓的原理更為複雜。當聚合狀的束由雷射加熱時,聚合物凝膠從質量排出水,聚合物坍塌,儲存大量的彈性能量。

當速帶收縮時,金奈米粒子非常緊密地聚集在一起,但一旦聚合物冷卻,他們吸收了排出的水並迅速膨脹,導致黃金的粒子迅速地反彈分開和釋放彈性能量。

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於是你有一個簡單但非常有效的奈米尺度的發動機。在這種小規模的尺度上,這種基本力量的操作是一個巧妙的使用,而且它的實際應用可能會涉及到一些像是一個光驅動活塞式發動機。

劍橋大學物理系卡文迪許(Cavendish)實驗室的首席研究員 JeremyBaumberg 教授,說:「整個過程就像是一個奈米彈簧。這裡聰明的部分是我們利用重金屬顆粒的凡德瓦爾斯吸引力來設置彈簧(聚合物)和用水分子來釋放它們,這是非常可逆性和可再現的。」

這些小小的馬達也產出的力,且大於以前的設備好幾倍,勝過每單位重量的其他馬達和肌肉的近百倍。團隊已命名這些設備為“蟻族”(ANTs),“驅動奈米轉換器”(actuating nano-transducers),這是非常恰當的,考慮到其小小地昆蟲般聲名狼藉的習性,去舉起與其身軀不成比例的重物。

該團隊斷言,這個小機器將會是造價低廉,非常節能,並能在不威脅生物系統下植入。下一階段是與幾家公司合作,將這項技術商業化。

來源: Futurism

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