В процессе затянувшегося ожидания нанороботов, которые сделают нашу жизнь еще великолепнее, нерешенных проблем в этой области остается масса. Важнейшая из них — крохотные механизмы, которые будут приводить эти устройства в движение. Такие, как недавно предложенные «мускулы» из углеродных нанотрубок.

Волокно из углеродных нанотрубок диаметром 3,8 мкм способен функционировать на манер волокна мускулов, если погрузить его в ионопроводящую жидкость и создать заряд. Угол альфа соответствует разнице между ориентациями нанотрубок и тяжа в целом
Схема заполненной раствором электролита электрохимической ячейки: подведенный тяж нанотрубок (в центре) служит одним из электродов. Скручивающее движение тяжа проявляется в смещении подведенной к нему дуги.
Микрофотографии углеродных нанотрубок, собранных и свитых в волокна

Решение создано большой группой ученых из Австралии и Кореи: по их словам, полученное ими «нановолокно» функционально близко к слоновьему хоботу. Предполагается, что в будущих наноботах оно будет связываться с хвостом, который, вращаясь, и сможет проталкивать его вперед, на манер жгутика бактерий.

Ключевым компонентом системы стало волокно, полученное из собранных и скрученных вместе углеродных нанотрубок, точно как нити скручиваются в толстый и прочный канат. Однако «канат» нанотрубок обладает особыми свойствами: если погрузить его в раствор электролита и подвести электричество, ионы из раствора устремятся сквозь поры внутрь волокна. Объем его будет увеличиваться, а длина сокращаться — все волокно начнет вращаться. И, конечно, если подачу заряда прекратить, ионы начнут покидать волокно, заставляя его «расслабляться» и раскручиваться.

В ходе первых экспериментов показано, что вращение это весьма эффективно: волокно способно крутить прикрепленную к нему дугу массой в 2 тыс. раз больше собственной со скоростью 590 оборотов за 1,2 с. При такой отличной производительности система отличается от двигателей, работающих на более привычных принципах, простотой миниатюризации. Соорудить миниатюрную электрохимическую ячейку с электролитом и погруженным в него нановолокном не в пример проще, нежели, например, миниатюризировать двигатель внутреннего сгорания.

Впрочем, для обеспечения движения нанороботов предлагаются и другие подходы. Например, не имитировать жгутики бактерий, а просто использовать их в естественном виде — «Оседлать бактерию».

По пресс-релизам University of Wollongong и University of Texas at Dallas