Ультралегкі гнучкі сонячні панелі eArche можуть перевернути ринок фотовольтаїки
28 Березня , 2017
Як працює метеостанція
28 Березня , 2017

Створено перший електричний вимикач на базі єдиної молекули, що має необмежений ресурс

Група вчених з університету Базеля (University of Basel), Швейцарія, і Технологічного інституту Карлсруе (Karlsruhe Institute of Technology, KIT), Німеччина, розробили структуру, створили і провели випробування одного з найменших в світлі електричних вимикачів. Основою цього вимикача є єдина молекула речовини, синтезована таким чином, щоб надати цій молекулі необхідні електричні і механічні властивості. Це досягнення є одним з великих кроків на шляху просування теоретичних ідей до практичного втілення елементів так званої молекулярної електроніки.
Форма синтезованої молекули чимось нагадує триногий місячний посадковий модуль, на вершині якого знаходиться активна частина перемикача. Його три “ноги” мають спеціальні “якірні” хімічні групи, що забезпечують міцне і надійне зчеплення з поверхнею покритої золотом підставки. Роль активного елементу виконує нітрил група, яка виступає досить далеко за межі всієї молекули.
Другим електродом цього “вимикача” є наконечник скануючого тунельного мікроскопа, і за його ж допомогою здійснюється керування станом вимикача. Коли наконечник мікроскопа входить в контакт з “виступаючою” нітриловою групою, то через молекулу починає протікати електричний струм, а електрична провідність молекули залежить від положення нітрилової групи. Чим сильніше вона притискається наконечником мікроскопа в бік молекули, тим нижче стає електричний опір і тим “якісніше” вмикається цей молекулярний вимикач.
Нітрил група має так званий дипольний момент, нерівномірність розподілу позитивного і негативного електричного заряду. Це дозволяє, крім механічного способу, керувати станом вимикача за допомогою електричного поля. Змінюючи полярність і силу потенціалу на наконечнику мікроскопа, можна змусити нітрилову групу або наблизитись до іншої молекули або навпаки, віддалитись від неї, вмикаючи або вимикаючи молекулярний вимикач.
Ще одним цікавим моментом є те, що контакт між молекулою і наконечником мікроскопа може бути встановлений або розірваний безліч разів, не викликаючи залишкових деформацій структури молекули. Така висока надійність є наслідком низки теоретичних розрахунків, які дозволили розрахувати форму окремої молекули, яка повинна мати певний набір властивостей. Дані дослідження проводились під фінансуванням від німецького Дослідницького фонду, відповідна програма якого спрямована на об’єднання методів функціонального теоретичного моделювання з практичними експериментами в галузі малих сил і енергій, що діють на рівні окремих молекул.

LEU
LEU
Головний редактор сайту uaengineer.com.ua

Залишити відповідь

Увійти за допомогою: