Этот мельчайший двигатель в мире создала научная группа из Швейцарской федеральной лаборатории в тесном сотрудничестве с Федеральной политехнической школой Лозанны.
Из чего создан такой двигатель
Он выполнен всего из 16 атомов, и по своим габаритам он едва достигает размера в один нанометр. Но, не смотря на свои очень скромные размеры, это полноценный двигатель.
У него присутствует ротор, который представляет из себя молекулу ацетилена, состоящую из 4 атомов. А статор выполнен из 6 атомов палладия и 6 атомов галлия.
При этом статор выполняет еще и роль своеобразного "храпового механизма", за счет которого обеспечивается вращение ротора в одном направлении.
Как заявили представители научной группы, им удалось добиться соблюдения направленности вращения на 99%, и именно этот момент в корне отличает созданный двигатель от всех предыдущих разработок.
Как функционирует двигатель
Созданный атомарный двигатель способен работать на двух видах энергии:
1. Тепло.
2. Электричество.
При этом в случае использования тепла вращение ротора осуществляется в рандомном направлении и при стандартной температуре ротор способен выполнить до нескольких миллионов оборотов за секунду.
А уже при использовании электроэнергии ротор вращается исключительно в едином направлении и при этом энергии электрона хватает на 1/6 оборота.
При увеличении силы тока скорость вращения ротора возрастает, но при этом также начинает возрастать вероятность того, что ротор будет вращаться в произвольном направлении, то есть энергии будет хватать, чтобы преодолеть "храповой механизм".
Зачем нужна такая "игрушка"
На первый взгляд это кажется всего лишь игрушка, но она уже послужила отличным лабораторным образцом для изучения такого явления как квантовое туннелированние.
Так, по закону квантовой физики, в нано двигателе ротор обязан был с легкостью преодолевать сопротивление храпового механизма даже в том случае, когда подаваемой энергии для этого было бы недостаточно, вот только практика показала, что этого не произошло.
А когда энергии подавалось с избытком и по теории ее было достаточно, чтобы преодолеть сопротивление, этого не произошло, и движение все равно осуществлялось в едином направлении.
Так вот если вспомнить второй закон термодинамики, то, согласно ему, энтропия в замкнутой системе не должна уменьшаться. И получается, если при туннелировании нет утраты энергии, то в этом случае ротор в нано двигателе может производить вращения в рандомном направлении.
А как показал эксперимент, даже при подаче избыточной энергии вращение проходило практически в одном направлении. Это говорит лишь об одном: во время туннелирования часть энергии утрачивается.
Это только начало в экспериментах с самым маленьким двигателем в мире. И какие открытия он позволит сделать остается только догадываться.
Если вам понравился материал, тогда оцените его лайком и не забудьте подписаться.
