Молекулы скорости
«Гонками на выносливость» называют «24 часа Ле-Мана» и другие соревнования, заезды в которых порой длятся целые сутки без перерыва.
Таким испытанием оказалась и гонка, прошедшая весной 2022 года во Франции: участники ее оставались на трассе 24 часа, преодолев за это время до тысячи... нанометров. Впрочем, такая дистанция неудивительна: в заездах участвовали молекулярные машины. Первые соревнования Nanocar Race прошли в Центре разработки материалов и структурных исследований (CEMES) в Тулузе еще в 2017 году. Тогда победителем гонок стала австрийская команда NanoPrix, нанокар которой развил скорость 95 нм/ч. Впрочем, назвать Nanocar Race гонкой можно лишь условно: скорее, это состязание ученых-экспериментаторов, занятых разработкой методов и инструментов контроля за молекулярными машинами. Специалистам требуется не только спроектировать подходящий болид, но и синтезировать его, хранить, переносить, визуализировать под микроскопом – и конечно, управлять движением по треку.
Трассой для молекулярных машин служит золотая кристаллическая подложка, помещенная в глубокий вакуум при криогенной температуре тоннельного микроскопа. Сверхтонкая игла – зонд такого инструмента – подает слабый ток, оставаясь на небольшом расстоянии от проводящей поверхности. Это позволяет «сканировать» ее с разрешением до отдельных