(Haut) Cette illustration montre des moteurs parallèles avec des bras rotateurs dipolaires indiqués par des flèches. Les unités vertes et rouges représentent les charges négatives et positives. (En bas) Image au microscope à effet tunnel montrant une disposition parallèle de l'ensemble moteur dipolaire. Crédit :Saw-Wai Hla
Une équipe internationale de scientifiques a créé des moteurs moléculaires capables de communiquer et de synchroniser leurs mouvements.
L'équipe, dirigé par le physicien Saw-Wai Hla de l'Université de l'Ohio, a publié aujourd'hui une publication en ligne avancée dans la revue Nature Nanotechnologie démontrant que les scientifiques peuvent contrôler les mouvements coordonnés de minuscules machines à l'échelle nanométrique. La recherche a des implications pour le développement futur de technologies pouvant être utilisées dans les ordinateurs, la photonique et l'électronique ainsi que de nouveaux dispositifs nanométriques.
"Notre objectif est d'imiter les machines biologiques naturelles en créant des machines synthétiques que nous pouvons contrôler, " dit Hla, professeur de physique et d'astronomie.
L'équipe de Hla a observé jusqu'à 500 moteurs moléculaires se déplaçant simultanément dans la même direction lorsque les scientifiques ont appliqué 1 volt d'énergie à travers la pointe d'un microscope à effet tunnel. À des niveaux d'énergie inférieurs, les moteurs tournaient aussi, mais dans des directions différentes. Cependant, ce mouvement n'était pas aléatoire, mais a montré des modèles de coordination, dit Hla.
Dans l'expérience, les scientifiques ont observé les mouvements synchronisés à moins 316 degrés Fahrenheit.
Les moteurs ont deux étages :l'étage supérieur est le rotor et l'étage inférieur est le stator, qui a huit atomes de soufre qui agissent comme une colle atomique pour coller aux surfaces d'or ou de cuivre. Les ponts rotatifs et fixes sont reliés à un atome d'europium qui sert de roulement à billes atomique.
Les scientifiques du CEMES/CNRS en France ont synthétisé les moteurs moléculaires, qui comprennent un dipôle dans les bras du rotor, ce qui signifie qu'ils ont un côté positif et négatif. Cette caractéristique unique permet aux moteurs individuels de communiquer et de coordonner leurs mouvements, L'équipe de Hla a trouvé.
En outre, les scientifiques ont appris qu'une disposition hexagonale des moteurs est la clé de la synchronisation, car il permet aux moteurs de communiquer efficacement.
Les moteurs moléculaires créent un système ferroélectrique, qui est une propriété prisée des matériaux utilisés dans divers appareils électroniques, Hla ajouté.
Les nanomoteurs sont si petits que les scientifiques peuvent en installer 44, 000 milliards d'entre eux dans une zone de 1 centimètre carré.
"L'un des objectifs de la nanotechnologie est d'assembler des milliards de nanomachines emballées dans une zone minuscule qui peut être exploitée de manière synchronisée pour transporter des informations ou transférer de l'énergie de manière cohérente vers de multiples destinations dans une plage nanométrique, " expliqua Hla.
