;
Наука 25 июля 2022

Из генетического материала впервые сделали электродвигатель в наномасштабе

Далее

Исследовательская группа из Мюнхенского технического университета (TUM) впервые создала молекулярный электродвигатель с использованием метода ДНК-оригами.

Эта крошечная машина, сделанная из генетического материала, сама собирается и преобразует электрическую энергию в кинетическую. Наномоторы можно включать и выключать, а также менять скорость и направление вращения.

Авторы объясняют, что двигатели существуют не только в машинах, но и в естественной среде: они выполняют жизненно важные задачи в нашем организме. Например, моторный белок, известный как АТФ-синтаза, производит молекулу аденозинтрифосфата (АТФ), которую наш организм использует для кратковременного хранения и передачи энергии. Но воссоздать природные молекулярные двигатели в таком масштабе было сложно. 

Авторы новой работы создали наноразмерный молекулярный роторный двигатель с использованием метода ДНК-оригами. Исследователи использовали метод, чтобы собрать двигатель из молекул ДНК. 

Несколько длинных одиночных нитей ДНК — это основа, к ней присоединяются дополнительные. Последовательность ДНК подбирают так, чтобы получилась нужная структура.

Новый наномотор состоит из трех компонентов: основания, платформы и рычага ротора. Основание имеет высоту около 40 нм и прикреплено к стеклянной пластине с помощью химических связей. Рычаг ротора длиной до 500 нм установлен на основании так, чтобы он мог вращаться. 

Еще один компонент имеет решающее значение для работы двигателя: платформа. Она находится между основанием и рычагом ротора и содержит препятствия, которые влияют на движение рычага. Чтобы преодолевать препятствия и вращаться, рычаг ротора должен немного наклоняться вверх. 

По словам авторов, двигатель достигает крутящего момента в диапазоне 10 пиконьютон на нанометр. Он может генерировать больше энергии в секунду, чем выделяется при расщеплении двух молекул АТФ.

Исследователи предлагают использовать двигатель, чтобы управлять определенными химическими реакциями. 

Читать далее:

Появилась новая убедительная теория, почему разрушилась цивилизация майя

Сверхзвуковой самолет будет летать со скоростью 2 000 км/ч и пересечет океан за 3,5 часа

Робот-археолог погрузился на 1 000 метров под воду, чтобы осмотреть затонувший корабль