Вы наверняка слышали о таких революционных материалах, подаренных нам современной наукой, как графен и углеродные нанотрубки. Но слышали ли вы о диоксиде ванадия?
Если нет, то вы услышите о нем прямо сейчас. Группа исследователей из национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли при Министерстве энергетики США (плутоний и еще куча других хим. элементов была открыта тут, также 11 ученых из LBNL получили «нобелевки») использовала данный материал для создания микроскопического искусственного мускула, который сильнее в 1000 раз чем аналогичный человеческий мускул такого же размера.
Диоксид ванадия интересен ученым благодаря своим уникальным термоэлектрическим свойствам. Это – изолятор при относительно невысокой температуре, резко превращающийся в проводник при нагревании до 67 градусов по Цельсию. Эти свойства могут найти широкое применение в электронике разного рода. Однако диоксид ванадия также интересен и своими физическими свойствами – главным образом, реакцией на температурные изменения: при повышении температуры он резко сжимается в одном измерении и расширяется в двух других. Именно это свойство было использовано для создание вышеупомянутого «микромускула».
Этот микроскопический прибор представляет собой пружину, изготовленную из диоксида ванадия – ее длина составляет всего несколько сотен микрометров. Когда пружина нагревается, конформационное изменение вызывает ее растяжение. Образно говоря, при нагреве пружина превращается в микроскопическая катапульту, которая может отбрасывать микроскопические объекты с огромной скоростью. Вес этих объектов может в 50 раз превышать вес самой пружины, при этом объект за 60 миллисекунд отлетит от «катапульты» на расстояние в пять раз большее, чем длина пружины. Такие свойства делают ванадиевую пружину самым мощным микроскопическим мотором, который когда-либо удавалось изобрести.
Команда исследователей обнаружила также, что пружина из диоксида ванадия показывает невероятную стойкость — после более миллиона циклов сжатия-разжатия на скорости 200 000 циклов в минуту, материал не показал никакой деградации. Изобретение поможет создавать микроскопические двигатели нового поколения, которые могут симулировать органические нейромускульные системы в микроскопических масштабах.
Осталось изготовить нано-блоху и подковать ее.