科学家们提出了 With Light-Driven 电机功率奈米的未来

莫斯科物理学院和技术 (MIPT)、 谢苗诺夫化学物理研究所的俄罗斯科学院 (icp 备 RAS) 和崔科表面化学研究所 （ISC 苏宁） 乌克兰国家科学院的科学家们提出了基于光诱导电荷分配现象的模型纳米偶极子 photomotor。用激光脉冲触发，这小小的装置能够以创纪录的速度定向运动和强大到足以承担一定的负载。研究结果发表在化学物理杂志 》 上。

“基于半导体纳米团簇的偶极子 photomotors 空前的特点提供的不仅仅解决某些稀缺的平移 photomotors 家庭的前景。实际上可快速纳米运输在哪里需要这些设备。列昂尼德教授 Trakhtenberg 处的分子与化学物理学在理工学院，是研究组的组长和实验室的功能纳米复合材料在 icp 备 RAS 团长说，在化学和物理，他们能帮助开发新的分析和合成工具，虽然在生物学和医学他们可以用来把药物送到病变组织，改善基因治疗策略，等等，”。

教授 Trakhtenberg 教授维克托 · Rozenbaum 负责人纳米系统理论系在 ISC 苏宁，光诱导分子运输理论发展与合作。这一理论设计的纳米机器，可以通过激光控制其运动提供了一个框架。科学家们建立了几个模型参数之间的关系 (例如，颗粒尺寸，光激发条件等) 和关键性能特征的设备 — — 其平均速度。

布朗马达

定向的奈米有原型性质。活的生物体使蛋白设备由外部非平衡过程的性质不同，被称为布朗运动，或分子马达驱动的使用。他们有能力将随机布朗运动转换为定向的平移运动，往复或旋转。布朗马达参与肌肉收缩、 细胞流动 （细菌的鞭毛活动力） 内, 及胞间运输的细胞器，以及相对较大颗粒的各种物质 （例如，吞噬功能，或”细胞吃”，和从细胞代谢废物消除）。这些设备运行与惊人的高效率接近 100%。

“了解自然发生的操作的基础机制分子马达使我们不仅要复制他们还要设计新高效多功能人工设备最终能应用于纳米机器人技术。在过去的几十年里，研究人员和工程师在各个领域已一起工作并取得一些实际进展可控的纳米机械的发展。他们工作的成果被视为一个高度相关的成就和重大的进展，科学和技术，当 2016 年诺贝尔化学奖被授予 ‘的设计和合成的分子机器，'”说教授 Rozenbaum。

布朗的电机运行由至少两个离散状态之间切换，通过化学反应、 热行动、 交流信号或光脉冲的方法实现。在后者的情况下，该装置称为 photomotor。

大约十年前，建立了模型来描述工作的运作由于光激发的分子 （粒子） 平移偶极子 photomotor 进入与偶极矩基态的不同状态。总的偶极矩的两个能源州纳米颗粒越大的区别更高的平均速度和电机的效率。

激光触发

拟议的电机被激活的共振激光脉冲，激发电子在圆筒形半导体纳米簇导致收费分离，导致粒子和极性基材之间的静电相互作用。Nanocylinder 服从定期共振激光脉冲原因领域的基材随时间，进而使其势能定向运动 （见图）。

Photomotors 基于无机纳米粒子的性能优于同行有机分子基础的效率和平均速度。在圆筒形半导体纳米团簇，照射前偶极矩值接近于零，但光激发的电子从大部分的表面产生了巨大的偶极矩 (约 40 D 缸与 ca 15 高度 Å)。

“由于这一事实，装置的参数进行了优化，基于半导体 nanocylinder 我们提出的模型 photomotor 移动 1 毫米/秒，速度比同类机型基于有机分子或马达蛋白在活的生物体是大约三个数量级，破纪录的速度”研究的作者告诉我们。