İlk defa sadece tek bir molekülden oluşan
bir elektrik motoru üretildi. Dünyanın
en küçük elektrik motoru olan bu bileşik,
sadece 1 nanometre (insan saçının çapının
yaklaşık 60.000de biri) uzunluğunda.
Işığın ya da kimyasal tepkimelerin enerjisini dönme ve benzeri yönlü hareketlere
dönüştüren moleküller daha önce de vardı.
Örneğin oksijen molekülünün elektrik verilmesiyle rastgele dönme hareketi sergilediği görülmüştü. Ancak bir sistemin elektrik
motoru olarak kabul edilmesi için gereken,
elektriğe bağlı olarak kontrollü hareket etme
özelliğini gösteren tek bir moleküle rastlanmamıştı.
Bostondaki Tufts Üniversitesinden E.
Charles Skyes ve ekibi bunu sağlamak için
asimetrik yapıdaki bütil metil sülfit molekü-
lüne odaklandı. Molekül bir tarafında zincir
şeklinde dört karbon atomunun, diğer tarafında ise tek bir karbon atomunun bağlı
bulunduğu bir kükürt atomundan oluşuyor.
Araştırmacılar molekülü bakır bir yüzeye,
moleküldeki kükürt atomu yoluyla sabitledi.
Bu da bir kanadı uzun bir kanadı kısa olan
ve bakır yüzeye dik konumdaki bakır-kü-
kürt bağı ekseninde serbestçe dönebilen bir
çeşit pervane oluşturdu.
Daha sonra molekülün üzerine, ucu birkaç atom genişliğinde bir metal iğne yerleş-
tirildi. Bu iğne yoluyla molekülden bakır
yüzeye elektrik akımı geçirdiklerinde molekül elektrik enerjisini dönme enerjisine
dönüştürdü. Molekül saniyede yaklaşık 50
defa sıçrama yaptı.
Pervane asimetrik olduğu için bakır yü-
zeye göre yerleştirilebileceği iki konum var.
Bu konumların sadece birinde molekülün
sıçramaları rastgele değildi, bunun yerine
saat yönünde dönme şeklindeydi, bu da
araştırmacıların molekülü bir motor olarak
niteleyebilmesine olanak verdi.
Skyes yönlü hareketin neden sadece bir
konumda oluştuğunu henüz anlayamadıklarını, ancak metal iğnenin ucundaki doğal
bir asimetrinin bu duruma neden olabilece-
ği yönünde tahminleri olduğunu söylüyor.
Skyes ve ekibi, motorlarının Guinness
Rekorlar Kitabına girmesi için başvuru yapacaklar. Başvuruları kabul edilirse oluşturdukları sistem dünyanın en küçük motoru
rekorunu kıracak. Rekorun şu anki sahibi
Skyesın molekülüne kıyasla dev boyutlardaki, 200 nanometre uzunluğundaki iki
karbon nanotüpten oluşan bir sistem. Nanotüplerin içinden geçen akım, erimiş metal damlalarını bir tüpten diğerine itiyor.
Skyes ürettikleri minik motorun, nano
boyutlu tüplerde akan sıvının maruz kaldığı
sürtünme kuvvetinin üstesinden gelmede
kullanılabileceğini umuyor.
Teksas Houstondaki Rice Üniversitesinden Kevin Kelly ise elektrik enerjisi aktarımı moleküllerin şekline göre farklı bi-
çimde gerçekleşiyorsa bu durumun molekül
boyutunda elektrik devreleri tasarlamaya
yönelik uygulamalara imkân verebileceğini,
bu tür devrelerinse çok küçük boyutlu sensörlerde ve bilgisayar çiplerinde kullanılabileceğini düşünüyor.
Bilim ve Teknik Ekim 2011
bir elektrik motoru üretildi. Dünyanın
en küçük elektrik motoru olan bu bileşik,
sadece 1 nanometre (insan saçının çapının
yaklaşık 60.000de biri) uzunluğunda.
Işığın ya da kimyasal tepkimelerin enerjisini dönme ve benzeri yönlü hareketlere
dönüştüren moleküller daha önce de vardı.
Örneğin oksijen molekülünün elektrik verilmesiyle rastgele dönme hareketi sergilediği görülmüştü. Ancak bir sistemin elektrik
motoru olarak kabul edilmesi için gereken,
elektriğe bağlı olarak kontrollü hareket etme
özelliğini gösteren tek bir moleküle rastlanmamıştı.
Bostondaki Tufts Üniversitesinden E.
Charles Skyes ve ekibi bunu sağlamak için
asimetrik yapıdaki bütil metil sülfit molekü-
lüne odaklandı. Molekül bir tarafında zincir
şeklinde dört karbon atomunun, diğer tarafında ise tek bir karbon atomunun bağlı
bulunduğu bir kükürt atomundan oluşuyor.
Araştırmacılar molekülü bakır bir yüzeye,
moleküldeki kükürt atomu yoluyla sabitledi.
Bu da bir kanadı uzun bir kanadı kısa olan
ve bakır yüzeye dik konumdaki bakır-kü-
kürt bağı ekseninde serbestçe dönebilen bir
çeşit pervane oluşturdu.
Daha sonra molekülün üzerine, ucu birkaç atom genişliğinde bir metal iğne yerleş-
tirildi. Bu iğne yoluyla molekülden bakır
yüzeye elektrik akımı geçirdiklerinde molekül elektrik enerjisini dönme enerjisine
dönüştürdü. Molekül saniyede yaklaşık 50
defa sıçrama yaptı.
Pervane asimetrik olduğu için bakır yü-
zeye göre yerleştirilebileceği iki konum var.
Bu konumların sadece birinde molekülün
sıçramaları rastgele değildi, bunun yerine
saat yönünde dönme şeklindeydi, bu da
araştırmacıların molekülü bir motor olarak
niteleyebilmesine olanak verdi.
Skyes yönlü hareketin neden sadece bir
konumda oluştuğunu henüz anlayamadıklarını, ancak metal iğnenin ucundaki doğal
bir asimetrinin bu duruma neden olabilece-
ği yönünde tahminleri olduğunu söylüyor.
Skyes ve ekibi, motorlarının Guinness
Rekorlar Kitabına girmesi için başvuru yapacaklar. Başvuruları kabul edilirse oluşturdukları sistem dünyanın en küçük motoru
rekorunu kıracak. Rekorun şu anki sahibi
Skyesın molekülüne kıyasla dev boyutlardaki, 200 nanometre uzunluğundaki iki
karbon nanotüpten oluşan bir sistem. Nanotüplerin içinden geçen akım, erimiş metal damlalarını bir tüpten diğerine itiyor.
Skyes ürettikleri minik motorun, nano
boyutlu tüplerde akan sıvının maruz kaldığı
sürtünme kuvvetinin üstesinden gelmede
kullanılabileceğini umuyor.
Teksas Houstondaki Rice Üniversitesinden Kevin Kelly ise elektrik enerjisi aktarımı moleküllerin şekline göre farklı bi-
çimde gerçekleşiyorsa bu durumun molekül
boyutunda elektrik devreleri tasarlamaya
yönelik uygulamalara imkân verebileceğini,
bu tür devrelerinse çok küçük boyutlu sensörlerde ve bilgisayar çiplerinde kullanılabileceğini düşünüyor.
Bilim ve Teknik Ekim 2011