Ett team av forskare vid Freie Universität Berlin, koordinerad av José Ignacio Pascual, har utvecklat en metod som gör det möjligt att effektivt använda en molekyls slumpmässiga rörelse för att få en spak i makroskopisk skala att svänga. Forskningen publicerades i Vetenskap .
I naturens processer som förflyttning av vätskor, intensiteten hos elektromagnetiska signaler, kemiska sammansättningar, etc., är föremål för slumpmässiga fluktuationer som normalt kallas "brus". Detta buller är en energikälla och dess användning för att utföra en uppgift är ett paradigm som naturen visat sig vara möjligt i vissa fall.
Forskningen ledd av José Ignacio Pascual och publicerad i Science, fokuserat på en vätemolekyl (H 2 ). Forskarna placerade molekylen inom ett mycket litet utrymme mellan en plan yta och den skarpa spetsen på ett ultrakänsligt atomkraftmikroskop. Detta mikroskop använde den periodiska rörelsen av punkten i slutet av en mycket känslig mekanisk oscillator för att "känna" krafterna som finns på nanoskalanivå. Vätemolekylen rör sig slumpmässigt och kaotiskt och, när mikroskopets spets närmar sig den, punkten träffar molekylen, få oscillatorn eller spaken att röra sig. Men denna spak, på samma gång, modulerar molekylens rörelse, vilket resulterar i en orkestrerad "dans" mellan punkten och den "bullriga" molekylen. "Resultatet är att den minsta molekyl som finns, en vätemolekyl, "trycker" spaken, som har en massa 10 19 större; tio biljoner gånger mer!", förklarade José Ignacio Pascual.
Den underliggande principen är en matematisk teori känd som stokastisk resonans som beskriver hur slumpmässiga rörelser av energi kanaliseras till periodiska rörelser och, Således, kan utnyttjas. Med denna forskning, det har visat sig att denna princip är uppfylld i nanometrisk skala.
"I vårt experiment, "bruset" från molekylen skapas genom att injicera elektrisk ström, och inte temperatur, genom molekylen och Således, fungerar som en motor som omvandlar elektrisk energi till mekanisk", konstaterade José Ignacio Pascual. Således, en av de mest lovande aspekterna av detta resultat är att det kan tillämpas på design av konstgjorda molekyler, som är komplexa molekyler designade för att kunna svänga eller rotera i endast en riktning. Författarna kasserar inte, dessutom, att denna molekylära fluktuation kan produceras av andra källor, som ljus, eller utföras med ett större antal molekyler, även med olika kemiska sammansättningar.
