Учені з американського Національного інституту стандартів і технологій (National Institute of Standards and Technology, NIST) виявили, що золоті наночастинки певної форми, занурені у воду можуть обертатися на величезній швидкості під впливом високочастотних ультразвукових хвиль. Проведені вимірювання показали, що швидкість обертання становить 150 тисяч обертів на хвилину і це приблизно в десять разів більше, ніж швидкість обертання попереднього нанодвигуна-рекордсмена.
Слід зазначити, що дане досягнення може привести до створення досить потужних нанодвигунів, які можна буде застосовувати в медицині, в швидкісній механічній обробці та для високоякісного змішування різних матеріалів.
В напрямку створення нанодвигунів вченим вдалося домогтися за останні роки досить серйозних успіхів. Ці двигуни стали ще більш меншими, більш надійними і більш потужними. А технологій приведення їх у дію налічується безліч - електрика, магнітні поля, світло, ультразвук, електромагнітні хвилі і т.п.
Попередні дослідження, проведені вченими NIST, показали, що комбінація магнітних полів і ультразвуку може використовуватися для управління обертанням і переміщенням крихітних наноциліндрів. Експерименти підтвердили теоретичні розрахунки, але ніхто не зміг точно визначити, як швидко оберталися ці наноціліндри. І нещодавно вчені знайшли метод вимірювання, який показав, що наноціліндри, занурені у воду, обертаються зі швидкістю 150 тисяч обертів на хвилину.
Для того, щоб виміряти швидкість обертання нанодвигуна, який представляє собою золотий стрижень довжиною 2 мікрона і діаметром 300 нанометрів, вчені використовували крихітні наночастинки з пластика, що нагадує пінопласт.
Суміш із золотих наноциліндрів і пластикових частинок була поміщена в воду над поверхнею ультразвукового випромінювача. Випромінювач генерував звукові хвилі, частотою в 3 МГц, нанодвигуни починали обертатися, створюючи вихори в навколишній воді, які, в свою чергу, підхоплювали пластикові наночастинки. Використовуючи складні розрахунки, що враховують розміри, швидкість обертання пластикових частинок і їх віддалення від нанодвигуна, вчені вирахували швидкість обертання самого нанодвигуна.
В даний час дослідники з NIST з'ясували, що для того, щоб отримати потрібну швидкість обертання, необхідно дуже точно витримати розміри наноциліндрів.
Навіть найменше відхилення від вищенаведених розмірів є причиною чималої відхилення швидкості обертання нанодвигуна.
В даний час дослідники займаються тим, щоб точно визначити те, що змушує обертатися наноціліндри під впливом ультразвукових коливань. І лише після цього можна буде думати про практичне застосування виявленого вченими ефекту.
Светлана
Anna