Det går kun én vej for teknologien i computere, mobiltelefoner og andre dimser, og det er nedad – i størrelse altså.
Nu har amerikanske forskere så også skabt verdens mindste elektriske motor.
Elmotoren består blot af et enkelt molekyle og er kun én nanometer bred. Det er så småt, at der kan sidde 60.000 motorer på tværs af et menneskehår.
Opfindelsen kan måske bruges i fremtidens endnu mindre medicinske udstyr og elektronik, mener lektor i kemi Charles Sykes, som har lavet den lille elmotor sammen med kolleger ved Tufts University i USA.
Første molekylære elmotor i verden
»Der har været betydelige fremskridt i fremstillingen af molekylære motorer drevet af lys og af kemiske reaktioner, men det her er første gang, at elektrisk drevne molekylære motorer er blevet demonstreret,« siger Charles Sykes i en pressemeddelelse og fortsætter:
»Vi har været i stand til at vise, at man kan sætte elektricitet til et enkelt molekyle og få det til at gøre noget, der ikke bare er tilfældigt.«
Forskerne har beskrevet deres fremgangsmåde i det videnskabelige tidsskrift Nature Nanotechnology.
Sådan slog de verdensrekorden
Først lagde de et svovlbaseret molekyle - butyl-methyl-sulfid - på en elektrisk ledende kobberoverflade.
Molekylet havde et par ’arme’ bestående af kul- og brintatomer stikkende frit ud til siden, så forskerne bedre kunne se molekylets bevægelser. Ved almindelige temperaturer var molekylet dog alt for uroligt til at forskerne kunne følge med, og derfor kølede de det ned til omkring minus 268 grader celsius.
Forskerne brugte derefter et såkaldt skanning-tunnel-mikroskop til både at observere og drive den molekylære motor. Dette instrument har en nål, der i spidsen består af et enkelt atom, og igennem denne nål sendte forskerne en strøm af elektroner ned igennem molekylet.
Elektriciteten fik molekylet til at rotere med op til 120 omdrejninger per sekund, og ved at måle på skift i strømmen kunne skanning-tunnel-mikroskopet danne billeder af, hvordan molekylet så ud, mens det drejede rundt.
Elmotoren overrasker dansk forsker
Billederne viste, at det ikke var tilfældigt, hvilken vej molekylet drejede, og det kommer bag på lektor Mads Brandbyge fra Institut for Mikro- og Nanoteknologi ved Danmarks Tekniske Universitet.
»Det er alt andet lige mærkeligt, at molekylet vælger at dreje den ene vej og ikke den anden, og det tyder det jo på,« siger Mads Brandbyge, der selv har lavet banebrydende forskning ved at sætte strøm til molekyler.
»Man skulle jo tro, at elektronstrømmen ikke favoriserede nogen retning. Det er ligesom et slags haglvejr, der rammer nogenlunde lokalt på det her molekyle, og at det kan få det til at dreje rundt, det er forholdsvis overraskende,« siger han.
Han kalder amerikanernes forsøg for opfindsomt og spændende, men han bemærker, at det stadig er uklart, hvad der er grunden til, at molekylet konsekvent roterer i den ene retning frem for den anden, når strømmen sætter det i omdrejninger.
»Det er endnu et eksperiment, som viser, hvor lidt vi forstår af det, der sker, når vi driver en elektrisk strøm igennem noget, der er så småt som det her,« siger han.
Medicinering og mini-elektronik kan være mål
De amerikanske forskere håber på, at sådan nogle små motorer en dag kan give en lille hjælpende hånd med hist og her i den virkelige verden. Udover at blive del af bittesmå elektroniske komponenter kan små motorer hjælpe til med at medicinere.
»De kunne blive brugt i virkeligheden i nogle sensorer og i medicinsk udstyr, der inddrager bittesmå rør. Friktionen af væske mod rørets vægge øges ved disse små skalaer, og at dække væggen med motorer kunne hjælpe med at drive væsker videre,« siger Charles Sykes.
Mads Brandbyge mener dog, at eksperimentet primært er et stykke interessant grundforskning, fordi det kan hjælpe med at forstå de mekanismer, der styrer, hvad molekyler gør, når man sender strøm igennem dem.
På vej i Guinness Rekordbog
»I pressemeddelelsen er de meget hurtigt ude og sige, at det kan bruges til ditten og datten. Jeg tror ikke, at lige præcis det her molekyle har nogen teknologisk anvendelse. De barrierer og strømme, der er involveret, er mere af videnskabelig interesse,« siger Mads Brandbyge.
For at virke uden for laboratoriet skal de amerikanske forskere også først udvikle elmotoren til at virke ved almindelige temperaturer, og det kan tage årtier at nå dertil, medgiver de.
I første omgang bruger de deres kræfter på at overbevise Guinness Rekordbog om at optage deres elmotor som verdens mindste.
