Молекулярный двигатель
Молекулярная машина , нанит или наномашина [ 1 ] — это молекулярный компонент, который производит квази-механические движения выход в ответ на определенные стимулы вход [ 2 ] [ 3 ]. В клеточной биологии макромолекулярные машины часто выполняют жизненно важные задачи, такие как репликация ДНК и синтез АТФ. Выражение чаще всего применяется к молекулам, которые просто имитируют функции, происходящие на макроскопическом уровне.
Внизу : изображения, полученные при помощи атомной силовой микроскопии и подтверждающие, что переход произошел. Рисунок из обсуждаемой статьи в Journal of American Chemical Society. Группа японских ученых сконструировала наномотор, работающий за счет смены конформации молекулой ДНК — перехода двойной спирали из правозакрученной B-форма в левозакрученную Z-форма. Закрепив мотор в жесткой рамке, которая фиксирует его на подложке, не мешая при этом вращению ротора, ученые смогли при помощи атомной силовой микроскопии проследить за работой мотора в режиме реального времени. Они зафиксировали два оборота ротора, что соответствует одному B-Z-переходу. В последние годы ДНК стала популярным материалом для наномоделирования.
Слово «актуатор» происходит от английского термина «actuator» — устройство или элемент какого-либо устройства, который может «действовать». Как правило, когда говорят об актуаторах, речь идет о механическом действии — например, о линейном перемещении или вращении. В микро- и наносистемах вместо электромагнитного принципа преобразования энергии, используемого повсеместно в макроэлектронике, часто используют пьезоэлектрический или электростатический эффекты. К простейшим типам электрических актуаторов относятся электростатические устройства на основе плоскопараллельных конденсаторов. Тепловые актуаторы обычно создают, используя эффекты теплового расширения или деформации контакта двух материалов часто — пары металл— диэлектрик с разной величиной коэффициента линейного теплового расширения.
