JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi. ECF

Jotta molekyylimoottoreita voitaisiin hyödyntää tehokkaasti, niiden olisi pystyttävä toimimaan yhtenäisesti. Nanometrin kokoisten moottoreiden yhdistäminen yhdeksi järjestelmäksi ja niiden toimiminen yhtenäistäminen on kuitenkin osoittautunut melkoiseksi haasteeksi. Groningenin yliopiston kemistit ovat nyt onnistuneet integroimaan lukuisia yksisuuntaisia valolla toimivia pyöriviä roottoreita metalliorgaaniseen kehykseen (MOF, metal-organic framework). Kyseessä on kiinteä materiaali, jolla on häkin kaltainen rakenne.

Erilaisia nanomittakaavan molekyylimoottoreiden ryhmiä on kokeiltu pintatasoilla mutta sellaisia ei ole aiemmin luotu 3D-kiintoainemateriaaliin. Groningenin yliopiston tutkijoiden ryhmä sai aikaan 3 x 1020 valolla ajettavaa yksisuuntaisesti pyörivää moottoria kuutiosenttimetriä kohti.

Tutkijat sijoittivat moottorit metalli-orgaanisiin kehyksiin. Nämä ovat metalleista valmistettuja molekylaarisia häkkejä, joita yhdistivät toisiinsa orgaanisten molekyylien "kannattimet". Näiden molekyylihäkkien järjestyneet 3D-pinot muodostavat kiteitä.

Molekyylimoottorien staattorikomponentteina toimivat häkkien pilarit, kun taas roottorikomponentit pysyvät vapaina häkkien sisällä. Moottorit saatiin toimimaan valaisemalla kidettä UV-valolla.

Järjestelmän testit osoittivat, että moottorit suuntautuivat pääasiassa samaan suuntaan ja että niiden pyörimisnopeus oli samanlainen kuin nesteissä saavutetut nopeudet. Tämän ansiosta on mahdollista luoda "moottoroitu MOF", jossa suuri määrä molekyylimoottoreita pakataan tiheästi yhteen makroskooppisen kiteen luomiseksi.

Teoriassa tällaisia kiteitä voitaisiin käyttää esimerkiksi kontrolloimaan kaasujen diffuusiota tai ne voisivat toimia valoa käyttävinä pumppuina mikrovirtausjärjestelmissä. Toinen mahdollinen sovellus olisi syöttää moottoroituun MOF:iin materiaaleja, jotka sitten reagoisivat häkkien sisällä ennen kuin ne pumpataan ulos uudelleen.

Tutkijoiden mukaan tarvitaan kuitenkin lisää tutkimusta ennen kuin jokin näistä sovelluksista voi realisoitua. Yksi mahdollinen ongelma on esimerkiksi se, että häkkien läpi kulkevat materiaalit saattavat häiritä moottoreiden toimintaa ja aiheuttaa järjestelmän tukkeutumisen.

Tutkijatiimin esittämä järjestelmä tarjoaa kuitenkin ponnahduslautan 3D-matriisiin integroitujen moottorien kollektiivisen käyttäytymisen tutkimiseksi.

Veijo Hänninen
Nanobittejä 25.3.2019

 

IoT-laitteiden tietoturva on retuperällä

Viime syksynä Mirai-haittaohjelma valloitti tuhansia ja tuhansia valvontakameroita palvelunestohyökkäyksiä varten. Barr Groupin tuore kyselytutkimus osoittaa, että sulautettujen laitteiden suunnittelijat eivät vieläkään suhtaudu riittävän vakavasti laitteiden tietoturvaan.

Lue lisää...

Korteilla vauhtia IoT-kehitykseen

Sulautetun laitteen kehitys onnistuu useimmiten helpoiten valmiiden moduulien avulla. Nykyään niitä saa myös tehokkailla Apollo Lake -sarjan prosessoreilla varustettuna.

Lue lisää...
 
 
ETN_fi Periscope cameras are the next big thing. Huawei P30 Pro shows the way. Others will surely follow. @HuaweiMobileFI https://t.co/2p9I8gRK1Y
ETN_fi Speed up your RF design with virtual antennas! Virtuaaliantenni nopeuttaa RF-suunnittelua https://t.co/jFw1nzMrkK
ETN_fi Tosibox signs a sales partner in Chile and Peru. https://t.co/XyuIabmHrm
ETN_fi @DigiDotCom announces next generation of #IoT with user-focused subscription featuring edge intelligence, device ma… https://t.co/0S7iQBGPzO
ETN_fi @Hel_Tech Varjon lasit eivät ole tulossa kuluttajille https://t.co/KtC1C03QX0



ECF template