'S Werelds Kleinste Motor

{h1}

Bekijk het rennen!

Wetenschappers onthulden onlangs de kleinste elektrische motor ooit gebouwd. Je zou er honderden in kunnen stoppen in de periode aan het einde van deze zin.

Op een dag kan een soortgelijke motor een kleine mechanische arts van stroom voorzien die tijdens het ultieme huisbezoek door je lichaam zou reizen.

De motor werkt door het schuifelen van atomen tussen twee gesmolten metaaldruppels in een koolstof nanobuis [zie].

Varoom!


Scènes uit een video van de daadwerkelijke motor.

Credit: Zettl Research Group, Lawrence Berkeley National Laboratory en University of California in Berkeley

Eén druppel is zelfs kleiner dan de andere. Wanneer een kleine elektrische stroom op de druppeltjes wordt toegepast, gaan atomen langzaam weg uit de grotere druppel en verbinden zich met de kleinere. De kleine druppel groeit - maar wordt nooit zo groot als de andere druppel - en botst uiteindelijk tegen de grote druppel. Terwijl ze elkaar raken, zakt de grote druppel snel de atomen op die eerder zijn afgestoten. Deze snelle verschuiving in energie produceert een krachtslag.

De techniek maakt gebruik van het feit dat oppervlaktespanning - de neiging van atomen of moleculen om weerstand te bieden aan scheiden - belangrijker wordt op kleine schaal. Oppervlaktespanning is hetzelfde wat sommige insecten toestaat om op water te lopen.

De motor, een oppervlaktespanningsgestuurde nanoelektrische mechanische relaxatieoscillator, werd gebouwd door een team van onderzoekers onder leiding van Alex Zettl van de University of California, Berkeley.

Hoewel de hoeveelheid geproduceerde energie klein is - 20 microwatt - is het behoorlijk indrukwekkend in verhouding tot de kleine schaal van de motor. De hele opstelling is minder dan 200 nanometer aan een kant, of honderden keren kleiner dan de breedte van een mensenhaar. Als het zou kunnen worden opgeschaald naar de grootte van een automotor, zou het 100 miljoen keer krachtiger zijn dan de V6-motor met 225 pk van Toyota Camry, zeggen de onderzoekers.

In 1988, Berkeley elektrotechniek professor Richard Muller en collega's maakten de eerste werkende micromotor, die 100 micron breed was, of ongeveer de dikte van een menselijke haar. In 2003 creëerde de groep van Zettl de eerste motor op nanoschaal. Vorig jaar bouwden ze een nanoconveyor, die minuscule deeltjes meeneemt zoals auto's in een fabriek.

Afbeeldingengalerij


Tiny Machines

Een paper over de nieuwste uitvinding werd gepubliceerd in het 21 maart nummer van Applied Physics Letters.

Nanotechnologie-ingenieurs proberen de natuur na te bootsen, dingen atoom-voor-atoom te bouwen. Nanomotoren zouden onder meer kunnen worden gebruikt in optische circuits om licht om te leiden, een proces dat optische switching wordt genoemd. Futuristen stellen zich een dag voor waarin nanomachines, aangedreven door nanomotoren, door het lichaam dwalen om ziekte te vinden en beschadigde cellen te herstellen.

"Deze oscillator is ideaal voor locomotietoepassingen, omdat hij zo krachtig is voor zijn grootte," vertelde Chris Regan, een onderzoeker van de Zettl-groep, WordsSideKick.com. "In een nanobot kan het bijvoorbeeld worden gebruikt als de motor die kruipt, loopt, zwemt, springt of vliegt."

Meer onmiddellijk, zou de nieuwe motor binnen twee jaar kunnen worden gebruikt in de bestaande Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) -technologie, zei Regan.

MEMS zijn minuscule onderdelen gemaakt door delen van een siliciumwafer weg te etsen of door kleine laagjes toe te voegen. Zo klein als een stuifmeelkorrel, zijn MEMS groter dan de nanowereld. Ze worden gebruikt in zaken als microaccelerometers, de apparaten die airbags voor auto's activeren. Optische MEMS worden in veel thuisbioscoopsystemen gebruikt.

Regan zei dat de overgang naar NEMS, het nano-equivalent van MEMS, "langer zal duren".

Gerelateerd nieuws

  • Zelfassemblerende nanomachines
  • Een stap in de richting van computers met één molecuul
  • Tiny Paddle Gebouwd om je lichaam te passen

Video Supplement: 'S Werelds kleinste motor - 2017.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com