Les molécules qui se posent sur une surface utilisée pour tester les nanocars ressemblent plus à des obstacles, selon des chercheurs de la Rice University et de la North Carolina State University testant la mobilité de voitures à molécule unique en plein air. Crédit :Rice/État de Caroline du Nord 
Des chercheurs de l'Université Rice qui ont développé les premières nanocars et des collègues de l'Université d'État de Caroline du Nord ont découvert lors de tests récents que conduire leurs véhicules dans des conditions ambiantes - exposés à l'air libre, plutôt qu'un vide - est devenu risqué après un certain temps parce que les voitures hydrophobes à molécule unique se sont collées à la "route" et ont créé ce qui équivalait à de gros dos d'âne.
Les résultats ont été rapportés dans l'American Chemical Society Journal de chimie physique C .
Le travail du chimiste Rice James Tour, Le chimiste analytique de l'État de Caroline du Nord, Gufeng Wang, et leurs collègues sont venus alors que Rice se prépare à participer à la première NanoCar Race à Toulouse, La France, en octobre. Les chercheurs sur le riz sont membres de l'une des cinq équipes internationales qui envisagent de participer au concours.
Tout comme dans le monde macro, les conditions de conduite sont importantes pour déplacer les nanocars. Bien que la course se déroulera dans un vide ultra-froid, les chercheurs de Rice ont pensé qu'il était sage d'étudier comment leur dernier modèle de nanocars se comporterait dans un cadre plus naturel.
"Notre objectif à long terme est de fabriquer des nanomachines qui fonctionnent dans des environnements ambiants, ", a déclaré Tour. "C'est à ce moment-là qu'ils montreront le potentiel de devenir des outils utiles pour la médecine et la fabrication ascendante."
La dernière génération de nanocars Rice est dotée de roues en adamantane légèrement hydrophobes (hydrofuges). Tour a déclaré qu'une certaine hydrophobie est importante pour aider à maintenir les nanocars attachés à une surface, mais si les pneus sont trop hydrophobes, les voitures pourraient s'immobiliser de façon permanente. En effet, les éléments hydrophobes ont tendance à se coller les uns aux autres pour minimiser la surface en contact avec l'eau. Les choses qui sont hydrophiles, ou amateur d'eau, sont plus aptes à flotter librement dans l'eau, Tour dit.
Dans les derniers tests Rice avec les nouveaux pneus, les nanocars ont été placées sur des surfaces en verre propre ou en verre recouvert du polymère polyéthylène glycol (PEG). Le verre est le substrat le plus fréquemment utilisé dans la recherche sur les nanocars. Tour a déclaré que les lames de verre recouvertes de PEG ont été utilisées pour leurs propriétés antisalissure - non collantes, tandis que les lames de verre propres ont été traitées avec du peroxyde d'hydrogène afin que les roues hydrophobes ne collent pas.
Il a déclaré que les voitures n'étaient pas tant conduites que soumises à une "diffusion dirigée" lors des tests. Le point, il a dit, était d'établir la cinétique du mouvement de la nanovoiture et de comprendre l'interaction de surface d'énergie potentielle entre la voiture et la surface au fil du temps.
"Nous voulons savoir ce qui fait qu'une nanovoiture 'freine' et combien d'énergie externe nous devons appliquer pour la redémarrer, " il a dit.
Les chercheurs ont laissé leurs voitures rouler librement sur une surface solide exposée à l'air et ont suivi leurs mouvements grâce à des balises fluorescentes intégrées excitantes.
Les voitures qui se déplaçaient par diffusion brownienne ont ralenti pendant les 24 heures d'observation des glissements. Visitez lesdites diapositives qui ont absorbé les molécules de l'air ; comme de plus en plus de ces molécules collées à la surface, les lames deviennent progressivement plus "sales" tout au long de l'expérience. Chaque nanocar est un seul, molécule complexe qui ne contient que quelques centaines d'atomes, ainsi, toutes les autres molécules qu'ils rencontrent sur la chaussée sont d'énormes obstacles qui agissent comme de la mousse collante. Chaque collision avec l'un de ces obstacles fait ralentir la nanocar, et finalement les voitures restent bloquées de façon permanente.
Wang a dit que d'un point de vue énergétique, c'est-à-dire la relation énergétique entre les voitures moléculaires et celles qui composent la route - les molécules adsorbées de l'air génèrent de nombreux puits d'énergie potentielle, tout comme des flaques d'eau sur la surface d'énergie potentielle. Ces flaques peuvent ralentir ou piéger définitivement les nanocars.
Les tests ont montré que près de deux fois plus de voitures semblaient se déplacer sur les glissières PEG antiadhésives, et tous se déplaçaient un peu plus vite que ceux sur le verre nu.
Les chercheurs ont noté qu'ils ne pouvaient pas voir les nouveaux modèles avec des microscopes à effet tunnel, car ceux-ci ne fonctionnent que dans le vide et émettent de l'énergie qui pourrait influencer le mouvement des voitures. Pour cette raison, les chercheurs ont marqué chaque nanocar avec un marqueur fluorescent et ont utilisé des microscopes confocaux pour suivre les mouvements des voitures.
