באוניברסיטת ברקלי בקליפורניה פיתחו לראשונה מנוע הקטן פי 300 מעובי שערת אדם
אלכס דורון
קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/nano130803.html
לפני 15 שנה בנו מדעני אוניברסיטת קליפורניה בברקלי את המנוע הראשון בעולם בממדים מיקרוניים. המיקרו-מנוע הראשון בעולם היה עשוי סיליקון, ואורכו היה 100 מיקרון – בערך כעוביה של שערת אדם. עתה נבנה שם המנוע הראשון בעולם בממדי ננו (מיליארדית המטר). זהו רוטור, או מדחף מזהב, שהוצב על גבי ציר מננו-צינורית עשויה פחמן, וניתן יהיה להתקינו אפילו על נגיף. המנוע הזעיר הוא ברוחב של כ-500 ננומטר – קטן פי 300 מעובי שערת אדם.
פרופ' אלכס זטל (Zettl), פיזיקאי באוניברסיטת ברקלי שהוביל את צוות הפיתוח, אמר כי ''זהו המנוע הסינתטי הקטן ביותר שנבנה אי-פעם''.
הוא ציין כי בטבע קיימים מנועים ביולוגיים בממדים דומים או אף קטנים יותר, ''ועכשיו אנחנו הולכים ומתקרבים אליהם''.
בדיווח לכתב העת המדעי נייצ'ר הדגיש צוות הפיתוח, כי בניית המנוע האלקטרוסטטי הוא ציון דרך חשוב בהתפתחות הננו-טכנולוגיה. ההישג המדעי מוכיח עד כמה ננו-צינוריות ומבנים אחרים בקנה מידה זעיר זה ניתנים לתמרון ולהרכבה בהתקנים של ממש.
הצוות של פרופ' זטל הרכיב בעבר טרנזיסטורים מננו-צינוריות, אבל הפיתוח הנוכחי שונה ומורכב הרבה יותר: ''זהההתקן הראשון שאפשר להוסיף לו חיווט חיצוני, לסובבו על ציר או לצדדים ולשלוט בתנועתו – מה שעושה אותו למנוע
לכל דבר'', הדגיש המדען האמריקני. המנוע הופעל בזרם ישיר של 50 וולט.
הצוות מאמין שאפשר לעשות במנוע הזעיר שימוש בהתקני תקשורת סלולרית ובמחשבים, במעגל אופטי לכיוון האור (ליצירת מתג אופטי), כמתנד מיקרוגל או כמערבל נוזלים, ובהתקנים זערוריים שבהם קיימת זרימת מיקרו-פלואידים.
במנועים המיקרוניים שפותחו לפני 15 שנה משתמשים במערכות מיקרו-אלקטרומכניות (MEMS), כדוגמת כריות האוויר שבמכוניות, קוצבי לב ומנגנוני מראות זעירות. בשעתו, המיקרו-מנועים נבנו להדגמת יכולות ולעיצוב בלבד. הננו-מנוע מתקדם בהרבה: בנייתו מוכיחה שניתן לשלוט בהתקנים
המתוחכמים גם בממדים אלה – מה שפותח כמובן עידן חדש ומלהיב בטכנולוגיה העתידית.
בין הבעיות שטרם נפתרו נמצאת מדידת מהירותו של המנוע הזערורי: באמצעות מיקרוסקופ סורק אלקטרונים צולמה מהירות התנועה בקצב של 33 אלפיות השניה, אך לא ניתן לעבור את הסף הזה. משום כך, לא ברור עדיין אם מהירות הסיבוב הצירי של המדחף גבוהה מ-30 סיבובים בשניה. ''אנחנו מניחים שניתן לפתח מהירות גבוהה הרבה יותר, עד למהירות התדר המיקרוגלי, אבל איננו יכולים עדיין לעקוב אחריה. עקרונית, מהירות המנוע אמורה להיות גבוהה הרבה יותר מזו העכשווית'', מסביר פרופ' זטל.
צוות הפיתוח מסר שבדעתו לנסות ולהקטין פי 5 את ממדי המנוע שבנה, ולמדוד אותו על-פי עולם המושגים הקוואנטיים, התת-אטומיים.
ידען ננו טכנולוגיה
לידיעה באתר של אוניברסיטת ברקלי
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~604237774~~~191&SiteName=hayadan
