موتور های مولکولی با نانولوله های کربنی به هم متصل در آینده فراوری می گردد
به گزارش دَبی بلاگ، محققان در راستای درک بهتر مفاهیم طراحی موتور های مولکولی، به آنالیز چرخش ماکروسیکل ها در اطراف نانولوله های کربنی پرداختند.
به گزارش گروه فناوری خبرگزارری دانشجو، چند سال قبل شیمی دانان، حلقه ای را در اطراف نانولوله های کربنی قرار داده و چیزی شبیه به ماشین مولکولی ساختند. به تازگی این گروه تحقیقاتی که نانولوله های کربنی بهم پیوسته را طراحی نموده بودند، دریافتند که حلقه های این سازه می تواند آزادانه حرکت کند. این نتایج از ایده ای پشتیبانی می نماید که در آن گفته شده قوانین اصطکاک ممکن است منشاء مولکولی داشته باشد.
امیلیو پرز از محققان این پروژه گفت: از آنجا که ما برای اولین بار سنتز نانولوله های کربنی به هم پیوسته را انجام دادیم، تعجب کردیم که چگونه ماکروسیکل ها در اطراف نانولوله رفتار می نمایند.
این گروه، امکان مشاهده مستقیم این سیستم را نداشتند. میکروسکوپ های پیشرفته ممکن بود با نمونه تداخل ایجاد نمایند، به طوری که پرتو الکترونی می توانست موجب شکسته شدن ماکروسیکل ها گردد. بنابراین، امکان نداشت دریابیم که آیا حرکت به صورت خود به خودی بوده یا براثر برانگیختگی انجام می گردد.
برای حل این مشکل، محققان راهبرد محاسباتی را پیش گرفتند. آن ها مدل های میدان نیروی دنیامیک مولکولی را برای سازه های به هم پیوسته مکانیکی به کار گرفته و سپس یک سری شبیه سازی انجام دادند.
پرز گفت: ما مشاهده کردیم که فقط در 5 نانوثانیه، ماکروسیکل ها روی نانولوله کربنی 50 آنگستروم حرکت کردند. علاوه بر این، حلقه ها به دور حلقه چرخ می زنند و رفتاری شبیه به حرکت سیارات به دور ستاره ها را دارند.
برای نشان دادن رفتار چرخشی، پرز و همکارانش نانولوله های کربنی را با اتم های ساختگی مزین کردند که به عنوان مرجعی برای محاسبه زاویه چرخش استفاده شد.
وی گفت: در همین 5 نانوثانیه، ماکروسیکل ها 1.56 بار چرخیدند. ماکروسیکل ها به صورت مکانیکی در اطراف نانولوله های کربنی به هم پیوسته می چرخند و در امتداد نانولوله های کربنی تک جداره در دمای اتاق حرکت می نمایند که این چرخش از نظر انرژی، کم انرژی تر از چرخش در اطراف پیوند کربن-کربن در اتان است.
انرژی اکتیواسیون این حرکت بسیار کم بوده به طوری که می توان گفت که این حرکت تقریبا بدون اصطکاک انجام می گردد. از این نتایج می توان در طراحی موتور های مولکولی استفاده کرد و در آینده می توان شاهد موتور هایی بود که در آن ها نانولوله های کربنی به هم متصل هستند.
منبع: خبرگزاری دانشجوbestcanadatours.com: https://bestcanadatours.com، تور ارزان کانادا، ویزای تضمینی مولتی کانادا، ویزای مولتی 5 ساله کانادا