Все новости

Создан "химический магнит" для будущих наномоторов

За последние 10 лет ученые создали десятки различных молекулярных наномашин

ТАСС, 13 октября. Физики из России создали новый магнитный материал, чьи свойства меняются в зависимости от того, какие типы химических реакций протекают внутри этого вещества. Этот "химический магнит" можно использовать для создания наномоторов для микроскопических роботов будущего, сообщила в четверг пресс-служба Физического института РАН (ФИАН).

"Мы провели серию экспериментов с биметаллической пластиной, плавающей на поверхности электролита, и показали, что если в такой системе протекает химическая реакция, то такой объект работает как магнит. В результате этого магнитная восприимчивость такого робота возрастает по сравнению с магнитной восприимчивостью металлов, из которых он был изначально изготовлен", - рассказал ведущий научный сотрудник ФИАН (Москва) Борис Кичатов, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

За последние 10 лет ученые создали десятки различных молекулярных наномашин, в том числе щипцы, системы точечной доставки лекарств и даже примитивные компьютеры и роботы-"трансформеры". Быстрый прогресс в этой области привел к тому, что в 2016 году Нобелевская премия по химии была присуждена Бену Феринге, Фрейзеру Стоддарту и Жану-Пьеру Соважу за разработку и синтез молекулярных машин.

Их дальнейшая разработка осложнена тем, что сложность сборки больших наноструктур растет очень быстро, а внесение изменений в их устройство и управление их работой оказались еще более сложными задачами. Еще одним препятствием для создания и использования полноценных нанороботов является то, что пока исследователям не удалось создать надежные и предсказуемо работающие наномоторы.

Магнитный мотор для нанороботов

Кичатов и его коллеги сделали большой шаг в сторону решения этой проблемы. Им удалось разработать новый магнитный материал, чьими свойствами можно управлять при помощи окислительно-восстановительных реакций. Это позволяет использовать его для создания регулируемых наномоторов.

Как отмечают исследователи, данный материал представляет собой пластину, состоящую из двух соединенных друг с другом пластин из двух разных металлов - цинка и меди, обычно не проявляющих магнитной активности. Эта активность внутри пластинок из цинка и меди возникает в результате того, что при погружении в электролит через них начинает двигаться электрический ток в результате запуска гальванической реакции.

Причиной ее возникновения является то, что цинк и медь обладают очень разным электрохимическим потенциалом, в результате чего взаимодействия цинка и меди с электролитом приводят к тому, что цинк окисляется, а медь восстанавливается. Этот процесс сопровождается появлением замкнутой "петли" электрического тока, вырабатывающей магнитное поле.

Появление этого поля позволяет управлять движением нанороботов, в которые встроена подобная комбинация из двух металлов, при помощи внешних постоянных магнитов и химических реакций. В дополнение к этому данный эффект можно использовать для создания наноскопических аналогов электромоторов, а также лекарств и сенсоров, активирующихся только в определенной химической среде, подытожили ученые.

Теги