Первая в истории нано-гонка или как превратить научный эксперимент в игру

Молекулы вместо болидов, учёные вместо пилотов — во Франции проходит первая в истории нано-гонка. О том, для чего это было организовано — читайте в материале “Практика”.

Вчера в полдень во Франции был дан старт, пожалуй, самым необычным соревнованиям в истории не только науки, но всего мира. Организатором выступил филиал парижского Национального центра научных исследований в Тулузе. В гонке участвуют шесть команд из Франции, Германии, Австрии, США, Японии и Швейцарии. Протяженность маршрута составляет 100 нанометров и включает в себя два 45-градусных поворота. Гонка продлится 36 часов и транслируется на официальном канале мероприятия.

Организовать такие соревнования стало возможно благодаря созданию специального атомно-силового микроскопа, который содержит рекордное количество считывающих элементов — четыре, по одному на каждую команду — и позволяет одновременно управлять нано-карами. Две другие команды будут контролировать свои болиды дистанционно.

Сами идея нано-болида из молекул была разработана в 2016 году, за что авторам вручили Нобелевскую премию по химии. Нано-машины представляют из себя молекулы или молекулярные соединения, которые должны быть сконструированы каждой командой самостоятельно и не могут повторяться. Главное правило — болид должен состоять менее чем из 100 атомов.

Управление осуществляется при помощи игл  микроскопа, через которые можно передавать к молекулам электрический импульс. Механически двигать болид при этом запрещается. Согласно правилам гонок, принцип движения нано-карами может быть любым. Однако под воздействием тока молекулы меняют свою конфигурацию и соответственно меняется траектория движения болида.

Как отмечают организаторы соревнований, главная сложность во время “заезда” состоит  в том, что участники должны в обязательном порядке отслеживать положение болида на гоночном треке, а одно сканирование может занимать несколько минут.

nanocar

Роль гоночного трека выполняет 8-миллиметровый золотой медальон, в котором проложены четыре дорожки глубиной 0,3 нанометра. Температура, при которой проходят гонки, почти равняется абсолютному нулю и составляет -270 С. Пилоты команд должны одновременно управлять своими болидами, используя поток электронов, излучаемый микроскопом в условиях вакуума.

Чтобы добраться до финишной прямой участникам необходимо использовать в срденем 400-500 электрических импульсов, не нарушая при этом молекулярный строй своего болида. По правилам соревнований нано-кар в случае чрезвычайных ситуаций можно заменить, однако иглу, которая им управляет, менять запрещено.

Идея гонок возникла в 2013 году, после серии анализов научных работ на эту тему. Всего на участие в соревнованиях было подано девять заявок, из которых отбор прошли шесть. Главной целью нано-гонок, по словам организаторов, стало не только соперничество между командами учёных из разных стран, но эксперимент с целью наблюдения за взаимодействием отдельных молекул с поверхностью во время движения и совершенствования механизма контроля за их перемещениями.

comments powered by HyperComments