1800'lü yılların sonlarında, Fransa dünyanın ilk rekabetçi motor yarışına ev sahipliği yaptı ve şimdi ülke motor sporlarında bir sonraki devrime sahne olacak: ilk "nanokar" yarış.
Dört ekip, 28 Nisan'da Toulouse'daki Ulusal Bilimsel Araştırma Merkezi'nde (CNRS) tek bir molekülden yapılmış küçük araçlar yarışacak. Yarışma, hem motor sporları hem de en son bilim hayranları için YouTube'da canlı olarak yayınlanacak.
Bir gösteri yapmanın yanı sıra, rekabet moleküler makinelerin büyüyen yeteneklerini göstermeyi amaçlıyor. Üç Avrupalı akademisyen, girdi enerjisini mekanik işe dönüştürerek geleneksel makineler gibi çalışan moleküler düzeyde cihazlar tasarlama ve üretme yeteneğini göstermek için 2016 Nobel kimya ödülünü kazandı.
Yarışa katılan nanokarların birçoğu geleneksel otomobil tasarımlarına benzer bir düzene sahip, ancak diğerleri tırtıllar, hoverkraft ve yel değirmenleri gibi şeylerin hareketini taklit ediyor. CNRS'de kıdemli bir araştırmacı ve NanoCar Race'in direktörü Christian Joachim, Live Science'a organizatörlerin erken motor sporlarının yenilikçi ruhunu korumaya istekli olduklarını söyledi.
"1894'te Paris ve Rouen arasında ilk otomobil yarışı düzenlendi ve dikkatlice bakarsanız, o zamanlar her türlü tahriki korumaya karar verdiler." Dedi. "Yarışmamızda, üç farklı takımdan üç arabanın tekerlekleri, şasisi ve bunun gibi şeyler var. Üçü böyle bir şey değil. En iyi sonucu anlamaya çalışmak için çok çeşitli moleküler tasarımları kabul ettik."
Yarış, türünün tek örneği tarama tünelleme mikroskobu (STM) ile mümkün olur. Bir STM, araştırmacıların ultra ince bir metalik uç kullanarak tek tek atomları görüntülemesine ve manipüle etmesine izin verir, ancak CNRS'de bulunan cihazın dört ipucu vardır ve dört farklı kullanıcının aynı yüzey üzerinde aynı anda çalışmasına izin verir.
Bu ipuçları, her biri sadece birkaç yüz atomdan oluşan araçlara, küçük atomlardan oluşan bir yarış parkuru etrafında güç sağlamak için küçük elektrik darbeleri vermek için kullanılacaktır. Joachim, her nanokarın kimyasal yapısının bu darbelerden gelen enerjinin onu ileri iteceği şekilde özel olarak tasarlandığını söyledi.
Yarışma fikri 2013'te geldi, ancak organizatörlerin yarış parkurunu tasarlamaları, STM'yi yarışa ve takımların nanokarlarını tasarlamaları üç yıldan uzun sürdü.
Başlangıçta dokuz takım katılmak için başvurdu ve altı takım yarışın son aşamalarına ilerlemek için seçildi. Yarış organizatörlerine göre, günde sadece dört nanokar yer alabilecek, bu yüzden en iyi hazırlanmış takımlar yarıştan kısa bir süre önce seçilecek. Diğer motor sporları yarışmalarının aksine, takımlar için ödül parası yoktur; araştırmacılar sadece kupa ve övünme hakları için mücadele ediyorlar.
Yarışın kalbindeki teknoloji, tıptan mikroelektronike kadar değişen alanlarda potansiyel olarak dönüştürücü uygulamalara sahiptir. Joachim, elektronikteki ilerlemelerin geleneksel olarak transistörler gibi bileşenlerin sürekli artan minyatürleşmesine dayandığını ve bu eğilimin devam etmesinin sonunda cihazların atom atomunu inşa etme yeteneğini gerektireceğini belirtti.
Bu teknolojik gerçeklik uzun bir yol olabilir ve moleküler makinelerin nihai potansiyelini tahmin etmek zordur, ancak yarış STM'den gelen sürekli darbelere karşı sağlamlıkları ve aynı anda birden fazla cihazı koordine etme yetenekleri hakkında önemli soruları cevaplamaya yardımcı olacaktır. yüzey, Joachim ekledi.
"Öğreneceğimiz bir ders olacak, gerçekten dört farklı molekülü aynı yüzeye koyabilir ve aynı yüzeye koyabilir miyiz?" dedi. "Bu daha önce hiç yapılmadı, bu yüzden bunu yapmamızı sağlayan makineleri, yazılımı ve teknolojiyi öğreneceğiz."
