العلماء الصينيون يبتكرون محركا بحجم ذرة واحدة تستخدمه روبوتات نانوية

قامت مجموعة من العلماء الصينيين بنقل مبدأ المحرك الرباعي الأشواط إلى المستوى الكمومي. ويعد الابتكار مثابة كلمة جديدة في إنشاء روبوتات نانوية على نطاق ذري. فيما لم يتفق العلماء بعد على جوهر العمليات، لكن  نشر المقال بهذا الشأن  في مجلة Nature Communications يشير بوضوح إلى إمكانات الدراسة.

وكان من المعتقد سابقا أنه كلما زادت قوة الخصائص الكمومية للأيونات، ازدادت كفاءة محرك الحرارة الجزيئية. وأظهر الباحثون من معهد "قوانغتشو" الصيني للتكنولوجيا الصناعية وجامعة "تشانجو" الصينية  وجامعة "ميشيغان" الأمريكية أن الظاهرة لا تعتمد على "ضخ" الأيون، فحسب بل وعلى القمع الماهر لخصائصه الكمومية. أو بالأحرى، من أجل تحقيق العملية الأكثر كفاءة، أي إطلاق الطاقة بواسطة أيون، يلزم الجمع بين الإثارة والقمع لعدد من خصائصه الكمومية.
 

وقام الباحثون بتعريض أيون الكالسيوم لإشعاع ليزر مختلف الشدة والتردد. وعند ذلك تغيرت شدة إطلاق الطاقة بواسطة الأيونات على شكل تدفق الفوتون بطريقة سجلت أعلى كفاءة في وضع المحرك "الرباعي الأشواط"، عندما يتناوب "التسخين" و"التبريد" بترتيب معيّن، بينما  لم يُعرف قبل ذلك أي شيء عن زيادة الكفاءة باستخدام قمع الخصائص الكمومية للأيونات.

وقال العلماء:" يركّز بحثنا بشكل أساسي على العرض التوضيحي. ومن أجل إنتاج محركات جزيئية قابلة للاستخدام أو توفير الطاقة في روبوتات نانوية، نحتاج إلى إيجاد وسيط عمل مناسب، مثل بخار الماء في المحرك البخاري".

وتم اكتشاف مثل هذا الوسيط الرمزي في سياق التأثير المتعدد الأوجه على أيون الكالسيوم بمساعدة الليزر. وبالطبع هو  ليس بخارا. لكنها مجموعة من الظواهر التي يتم فيها تحويل الطاقة من الخارج (بمساعدة الليزر) إلى عمل محلي. ويحتاج العلماء الآن إلى معرفة كيفية استخدام هذه الظاهرة في الممارسة العملية ، وكذلك العثور على أكثر الطرق فعالية لتوليد أقصى قدر من الكفاءة، كما كان الحال عند "التسخين.

قد يهمك أيضــــــــــــــــًا :

تحويل خلايا الدم البيضاء إلى روبوتات طبية صغيرة بالضوء

روبوتات دقيقة يمكنها تنظيف الأسنان وشطفها في الوقت نفسه