В сентябре 2011 г. ученые из Tufts University (Университет Тафтса) под руководством Charles H. Sykes (Чарльза Сайкса) продемонстрировали электромотор, состоящий их одной молекулы. Он в 200 раз меньше предыдущего, занесенного в книгу рекордов Гиннеса в 2005г.
Электрический двигатель 2005 г с поперечником в 200 нанометр
Наноэлектромотор появился в 2005 году и принадлежал конструкторам из университета Калифорнии ( University of California, Berkeley ). Alex Zettl (Алекс Зеттл) и Кº представили двигатель в 200 нанометров в поперечнике, что в тысячи раз меньше человеческого волоса.
Полное название устройства звучало как «Наноэлектромеханический осциллятор релаксации, приводимый силами поверхностного натяжения». Нанодвигатель 2005г состоял из двух неравных по объему капель металла индия, которые располагались рядом на подложке из углеродных нанотрубок. При прохождении через подложку слабого постоянного тока (десятки мкА при напряжении 1,3-1,5В), атомы «перебегали» из большей капли в меньшую. Диаметр последней начинал расти быстрее, чем уменьшалась в размерах большая. При соприкосновении капель силы поверхностного натяжения возвращали «убежавшие» атомы, и первоначальное положение восстанавливалось. Цикл повторялся. Меняя напряжение, регулировали частоту колебаний в системе.
Такой двигатель планировали применять в нанороботах, в приводах исполнительных механизмов, в микроскопических датчиках и схемах. Если представить, что размеры осциллятора выросли бы до размеров автомобильного двигателя, то мощность оказалась бы в 100млн. раз больше.
Электрический двигатель 2011г с поперечником в 1 нанометр
Работы по созданию «наночуда» стали возможны благодаря низкотемпературному сканирующему туннельному микроскопу LT-UHV STM (Low Temperature — Ultra-High Vacuum STM). Американскими учеными, продемонстрировавшими новый двигатель, сделан вывод о возможности его применения для создания абсолютно нового класса устройств.
Схема нового двигателя отлична от других наномоторов, в частности от созданной Vincenzo Balzani (Винсенто Бальзани) из Университета Болоньи и его коллегами из США и Испании кольцевой структуры, способной перемещаться подобно поршню. Чарльз Сайкс экспериментально доказал возможность движения одной молекулы не случайным образом.
На поверхности меди была размещена молекула бутил-метил сульфида с атомом серы в центре, из которого выходили две ветви на основе атомов углерода. Когда к молекуле приближали металлический наконечник атомного микроскопа, и между ним и медной подложкой прилагали напряжение, молекула сульфида начинала вращаться. По убеждению создателей, «моторчик» найдет своё применение в наноэлектромеханических системах в медицине и машиностроении.