Innovación en motores moleculares

Abordaremos el tema de los motores moleculares y sus recientes hallazgos como proteínas que convierten la energía química en fuerza mecánica. Recientemente científicos suizos, crearon el motor molecular más pequeño del mundo, aproximadamente 100.000 mil veces más fino que un cabello humano.

Un grupo de investigadores suizos de Empa (Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology) y EPFL (Escuela Politécnica Federal de Lausana), han desarrollado un motor molecular que consta tan solo 16 átomos y gira de manera confiable en una dirección. Permitiendo la recolección de energía a nivel atómico.

Los motores moleculares y quizás autónomos desempeñarán un papel esencial funcionando de manera similar a su contraparte en el mundo macro: convirtiendo la energía en un movimiento dirigido.

Recolección de energía a nano escala

Al igual que un motor a gran escala, el motor de 16 átomos consta de un estator y un rotor, es decir, una parte fija y una parte móvil. El rotor gira sobre la superficie del estator. Puede ocupar seis posiciones diferentes y para que un motor realmente haga un trabajo útil, es esencial que el estator permita que el rotor se mueva en una sola dirección.

Energía de dos fuentes.

El pequeño motor puede funcionar con energía térmica y eléctrica. La energía térmica provoca que el movimiento rotativo direccional del motor cambie a rotaciones en direcciones aleatorias: a temperatura ambiente. Por el contrario, la energía eléctrica generada por un microscopio de exploración electrónica, desde la punta de la cual fluye una pequeña corriente hacia los motores, puede causar rotaciones direccionales.

Cuanto mayor sea la cantidad de energía suministrada, mayor será la frecuencia de movimiento, pero al mismo tiempo, es más probable que el rotor se mueva en una dirección aleatoria.

La característica especial del motor es que se mueve exactamente en el límite entre el movimiento clásico y el túnel cuántico, y ha revelado fenómenos desconcertantes para los investigadores en el ámbito cuántico.

¿De qué manera pasa el tiempo?

Si ahora pensamos en un sistema ideal en el que no se agrega ni pierde energía, se hace imposible determinar en qué dirección corre el tiempo. Por lo tanto, sería imposible determinar si estamos viendo un video hacia adelante o hacia atrás; ambas direcciones son igualmente plausibles. Si la energía permanece en un sistema, ya no podríamos determinar la dirección del tiempo.

Pero este principio también se puede revertir: si observamos un proceso en un sistema que deja en claro en qué dirección se está ejecutando el tiempo, el sistema debe perder energía o, más precisamente, disipar energía, por ejemplo a través de la fricción.

Volviendo al motor molecular: generalmente se supone que no se genera fricción durante. Al mismo tiempo, sin embargo, no se suministra energía al sistema.

Entonces, ¿cómo puede ser que el rotor siempre gire en la misma dirección?. Déjanos tus comentarios.

Fuente: pnas.org | empa.ch

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