Nanocar Race

Nanocar Race är en internationell vetenskaplig tävling med syfte att testa prestandan hos molekylära maskiner och de vetenskapliga instrument som används för att kontrollera dem. Molekylernas race äger rum på en 100 nanometer bana och hölls för första gången i Toulouse den 28 och 29 april 2017.

Historia

Idén till loppet formulerades i januari 2013 i ACS Nano magazine av Toulouse-arrangörerna av CEMES- CNRS , på detta sätt lanserades en utlysning för att ge de deltagande lagen tid att förbereda lämpliga nanobilar. Loppet tillkännages officiellt av National Center for Scientific Research i november 2015 i Toulouse under Futurapolis1. Vid detta tillfälle presenterade fem team sina prototypprojekt den 27 november 2015.

Den första tävlingen i världen av denna typ, mellan fyra fordon, startade den 28 april 2017 på CEMES-CNRS i Toulouse och varade i 36 timmar. Arrangörerna i Toulouse kom också överens om att tävla om ytterligare två fordon, som sedan kommer att fjärrstyras via Internet från CEMES-CNRS-tävlingsrummet i mikroskopet av deras eget laboratorium. Dessa avser fordonen från Ohio och Graz-Rice.

Konkurrens

Banan

Banan för den första tävlingen är en guldyta , utrustad med spår för att definiera racerbanor för att undvika att tappa fordon. Den är cirka 100 nanometer lång och inkluderar två böjar. Den är placerad i ett litet hölje kylt till -269°C under ett primärvakuum på 10-10 mbar och observeras samtidigt av fyra scanning tunneling microscopes (STM) miniatyriserade för denna händelse och som arbetar på samma yta. Varje mikroskop är ansvarigt för att köra ett enda fordon (en enda nanobil).

Under denna tävling ska nanobilarna röra sig så långt som möjligt på guldbanan under 36 timmars loppet. Hastigheter på 5 nanometer per timme förväntades.

Nanobilar

Nanobilar är en ny klass av molekylära maskiner som kan rulla över fasta ytor med strukturellt definierad riktning. De är molekyler som huvudsakligen består av några tiotals eller hundratals väte- och kolatomer och mäter en till tre nanometer .

Nanobilen drivs steg för steg av elektriska impulser och elektronöverföring från spetsen av STM. Den resulterande tunnelströmmen flyter genom nanobilen mellan spetsen på mikroskopet och det gemensamma metallspåret. Det finns ingen direkt mekanisk kontakt med spetsen. Nanobilen varken trycks eller deformeras av mikroskopets spets under loppet. Några av elektronerna som passerar genom nanobilen frigör energi som små intramolekylära vibrationer som aktiverar nanobilens motor.

2017 Nanocar Race I

Lag

Resultat

Loppet på guldytan vanns av det schweiziska laget som korsade mållinjen först efter att ha tillryggalagt en sträcka på 133 nanometer.

På silverytan satte fordonet från det österrikisk-amerikanska laget från universiteten i Rice och Graz det första hastighetsrekordet med en topphastighet på 95 nanometer per timme, och rankades lika med det schweiziska laget som tävlade på guldytan, med tanke på att rörelsen för samma nanobil på silverytor är långsammare än på guldytor. Detta fordon fjärrstyrdes från Toulouse race hall på universitetet i Graz mikroskop. [ citat behövs ] Specifika egenskaper hos den kemiska strukturen samt en helt ny manipulationsteknik (utan tidskrävande avbildningssteg) gjorde denna nanobil mycket snabb. Dessa egenskaper gjorde det till och med möjligt för den att klara en sträcka på mer än 1000 nm efter att den officiella tävlingsbanan avslutats.

Det amerikanska teamet från Ohio University vände tillbaka utan uppenbar anledning efter 20 nanometer, det tyska teamet slog sönder 2 fordon utan att kunna starta om och det slutade med att det japanska laget gav upp. Det franska laget tappade sitt fordon ur sikte på sin yta och var också tvunget att överge och tröstade sig med det symboliska priset "den mest eleganta bilen i tävlingen".

2022 Nanocar Race II

Lag

Resultat

NANOHISPA och NIMS-MANA ​​rankades båda först, båda gjorde cirka 54 varv och täckte 678 nm respektive 1054 nm. Den första visade ett körfältsbyte för överkörning medan den senare korsade ett dike och gick tillbaka. StrasNanocar rankades trea över 476 nm och utförde 28 vändningar.

Vetenskapligt intresse

För att möjliggöra denna typ av lopp måste ett stort antal problem lösas i förväg, såsom valet av banan och dess preparering, förbättring av övervaknings- och kontrollanordningar, särskilt känsligheten hos strömmätningar, avdunstning av en stort antal mycket olika molekyler på samma yta och mikroskopvalidering

Bland fördelarna nämner CNRS utvecklingen av molekylära motorer och Tech-Atoms, som i framtiden kommer att göra det möjligt att förbereda kvantelektroniska kretsar på ytan av en isolator, atom för atom, vars beräkningsdelar kommer att mäta mindre än 1 nm.

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Nanocar_Race&oldid=1131179313 "