Najmniejszy słoneczny silnik

Naukowcy zbudowali maleńki czterosuwowy silnik zasilany energią słoneczną.

Ma tylko 5 nanometrów długości. Kształtem przypomina makaron z pierścieniopodobnymi strukturami na jednym z końców, które poruszają się podobnie jak tłoki pod maską twojego samochodu.

Energia w postaci fotonów emitowanych przez Słońce, pobudza jeden z końców molekuły silnika rozpoczynając czterofazowy proces. Elektrony przemieszczają się po jego powierzchni do momentu osiągnięcia "pierścieni" na drugim końcu nanosilnika, powodując ich przesunięcie o 1,3 mikrometra do przodu w strukturze całej molekuły.

W pewnym momencie elektrony są kierowane z powrotem na początek "makaronu" w wyniku czego następuje swoisty reset całego układu, "pierścienie" powracają do swojego pierwotnego położenia podobnie jak tłoki w cylindrach silnika spalinowego.

Cała sekwencja trwa około 100 mikrosekund. Każda faza jest identyczna z jej mechanicznym odpowiednikiem. Mamy więc wtrysk i zapłon, ruch tłoka oraz wydech spalin i powrót tłoka do pierwotnego położenia. Jednak w tym wypadku produktem "spalania" nie są spaliny, lecz elektrony.

Molekuła nazwana ROTAXANE powstaje w warunkach naturalnych. Jest też calkowicie autonomiczna, pracuje tak długo, jak długo jest zasilana. Może funkcjonować pojedyńczo, jak również w całych zespołach podobnych sobie jednostek.

Silnik może pracować z wysoką czestotliwością i jest w zasadzie niewrażliwy na warunki zewnętrzne. Jego struktura jest dosyć trwała i pozostaje stabilna przez minimum 1000 cykli.

Choć sprawność takiego silnika jest dużo niższa od jego spalinowych odpowiedników i sięga 2-12%, to należy pamiętać o tym, że jest on napędzany fotonami. Pracuje więc całkowicie za darmo!

Więcej:
Rotaxane