Đang chuẩn bị liên kết để tải về tài liệu:
Mô phỏng sinh học: Biến phân tử thành động cơ

Động cơ đã thu hút sự tưởng tượng của loài người hàng bao thế kỷ. Những động cơ lớn nhỏ, đơn giản lẫn phức tạp dùng trong xe hơi, máy bay, tàu bè, tên lửa, máy cắt cỏ, máy bơm, máy phát điện, đồng hồ, máy sấy tóc v.v. xuất hiện như một hệ quả đương nhiên. | Mô phỏng sinh học Biến phân tử thành động cơ Động cơ đã thu hút sự tưởng tượng của loài người hàng bao thế kỷ. Những động cơ lớn nhỏ đơn giản lẫn phức tạp dùng trong xe hơi máy bay tàu bè tên lửa máy cắt cỏ máy bơm máy phát điện đồng hồ máy sấy tóc v.v. xuất hiện như một hệ quả đương nhiên. Mặt khác thiên nhiên - một chuyên gia công nghệ nano thông minh nhất và lâu đời nhất - đã và đang dùng các động cơ ở cấp phân tử trong mọi quá trình sinh học để duy trì sự sống của muôn loài. Những động cơ sinh học nano cuả thiên nhiên là nguồn khơi động niềm cảm hứng của các nhà khoa học cho việc chế tạo những động cơ ở kích cỡ nano với chức năng tương tự như các loại động cơ vĩ mô. Bắt chước thiên nhiên các nhà hóa học tổng hợp rất nhiều siêu phân tử được sử dụng như linh kiện cơ khí và đã rất thành công trong việc lắp ráp các linh kiện này thành động cơ nano theo phương pháp từ dưới lên . Tiềm năng ứng dụng của động cơ nano nằm trong lĩnh vực vật liệu thông minh bộ cảm ứng nano và phân tử điện tử học. Bài viết này giới thiệu các tiến bộ vượt bậc trong lĩnh vực động cơ nano nhân tạo những nỗ lực trong việc thuần hóa và điều khiển sự chuyển động ở thang phân tử những thách thức tồn tại trong việc chế tạo cũng như sự am hiểu về cơ cấu vận hành của động cơ phân tử dựa trên quan điểm nhiệt động học. 1. Một giấc mơ hoang tưởng Phân tử như thầy cô đã từng dạy chúng ta từ thời trung học là phần nhỏ nhất của vật chất. Trong nước ta có phân tử nước trong không khí ta có phân tử oxygen và nitrogen. Động cơ theo kinh nghiệm hằng ngày như ta biết đó là đầu máy xe hơi tàu thủy máy bay máy bơm máy phát điện v.v. Khi phân tử và động cơ được đóng khung trong hướng suy nghĩ này thì chúng ở hai thế giới riêng biệt. Ngoài sự lớn nhỏ cực kỳ khác nhau nhìn một cách phiến diện cả hai dường như không có một giao điểm nào. Tuy nhiên khi ta định nghĩa động cơ là một công cụ có khả năng chuyển hoán năng lượng để biến thành một chuyển động như đầu máy hơi nước biến nhiệt thành cơ năng máy nổ biến hóa .