Nanotech motor

Uit twee druppels metaal en een stukje koolstof nanobuis wisten Chris Regan en collega’s van de Universiteit van Californië (Berkeley) een klein motortje te bouwen. Misschien kan zo’n piepkleine motor ooit nanobots aandrijven.

door

Nanotechnologie is weer eens een mini-stapje dichterbij de werkelijkheid gekomen. Chris Regan, onderzoeker aan Berkeley in Californië, heeft een piepklein motortje in elkaar geknutseld. Op zichzelf niet meer dan een interessant speeltje, maar nanoexperts hopen dat zulke apparatuur ooit allerlei machinerie ter grootte van moleculen aan kan drijven. HIV-jagende robots in de bloedbaan zijn dan ineens science, geen fiction meer.

Koolstofnanobuizen (of kortweg nanobuizen) bestaan uit een opgerold vel grafiet van één atoom dik: de buis kan tienduizenden atomen lang zijn, maar is niet maar een paar atomen breed. Zulke buizen geleiden warmte en elektriciteit met lage verliezen, dienen als transportband voor atomen. Hier een artist’s concept: metaaldruppels op een koolstofnanobuis. De vinding van Chris Regan en zijn collega’s maakt het mogelijk groepen atomen met grote precisie op hun plek te plaatsen. bron: Zettl Research GroupKlik op de afbeelding voor een grotere versie.

Regan’s vinding bestaat uit een nanobuis met een grote en een kleine druppel metaal erop. Als hij een elektrische stroom door de nanobuis stuurt, reizen er metaalatomen van de grote naar de kleine druppel. De grote druppel dient als metaalreservoir; de kleine als energieopslag. Als de kleine druppel zo ver is gegroeid dat hij de grotere raakt, stromen de atomen terug naar het reservoir tot de druk in beide druppels weer gelijk is. Het reservoir groeit en krimpt telkens opnieuw. Door het reservoir te verbinden aan een scharnier is een bewegende hefboom te maken.

Animatie van Chris Regan’s nanomotor. De grote druppel dient als metaalreservoir; de kleine als energieopslag. Door een elektrische stroom worden atomen uit de grote druppel naar de kleine getransporteerd. Als de kleine druppel zo ver is gegroeid dat hij de grotere raakt, stromen de atomen terug naar het reservoir. Het reservoir groeit en krimpt telkens opnieuw. Door het reservoir te verbinden aan een scharnier is een bewegende hefboom te maken. bron: Zettl Research Group, Lawrence Berkeley National Laboratory en University of California, Berkeley

Regan’s onderzoeksgroep, de Zettl Research Group van de Universiteit van Californie, kwam vorig jaar al in het nieuws. Toen lieten ze zien dat een koolstof nanobuis atomen van de ene plek naar de andere kan verplaatsen als een miniatuur transportband. Nu hebben ze die transportband uitgebreid tot een complete aandrijving voor nanomachines.

Meer weten: