(Hóa học ngày nay-H2N2)-Một nhóm các nhà nghiên cứu của Khoa Vật lý Trường Đại học Munich của Đức vừa chế tạo thành công các phân tử hình que ở một mạng hai chiều theo cách khiến chúng tự động hình thành nên các rôto nhỏ rồi di chuyển về các ô hình tổ ong của chúng.
Nhóm nghiên cứu cho biết, ước vọng sử dụng các hiệu ứng tự tổ chức để khiến các cỗ máy nano tự lắp ráp vẫn là một thách thức lớn. Tuy nhiên, các động cơ rôto được nhóm nghiên cứu phát triển là một bước tiến quan trọng trong hướng này. Trước tiên, các nhà vật lý đã xây dựng nên một lưới nano rộng bằng cách khiến các nguyên tử côban và các phân tử hình que sexiphenyl-dicarbonitrile phản ứng với nhau ở trên một bề mặt bạc. Kết quả là tạo ra một lưới dạng tổ ong có độ ổn định và tính cân đối cao đáng ngạc nhiên. Như graphen, lưới này chỉ dày có một nguyên tử.
Khi các nhà nghiên cứu bổ sung thêm các khối xây dựng phân tử, các phân tử hình que lập tức tụ lại, thông thường theo nhóm ba ở một ô tổ ong còn các ô kế bên thì vẫn trống rỗng. Nhóm nghiên cứu cho rằng, các phân tử kết tụ phải có lý do để tự tổ chức theo nhóm 3. Dưới kính hiển vi chuyên dụng, các nhà khoa học đã tìm ra nguyên nhân. Nhóm 3 phân tử có xu hướng địn hướng chúng theo cách các đầu nitơ đối mặt với một nguyên tử phenyl vòng hydro (cạnh của hình lục giác). Cách sắp xếp động cơ ba cạnh này rất có lợi vì các phân tử duy trì được cấu trúc này ngay cả khi năng lượng nhiệt khiến nó xoay.
Do khung hình tổ ong không tròn, mà lục giác, nên có hai vị trí cụ thể có thể phân biệt được của động cơ roto với vai trò là kết quả của các phản ứng qua lại giữa các nguyên tử nitơ ở đầu mút và các nguyên tử hydro của vách khung. Ngoài ra, cách sắp xếp 3 phân tử có thể theo chiều kim đồng hồ và ngược chiều kim đồng hồ. Ở các thí nghiệm với những nhiệt độ được kiểm soát chặt chẽ các nhà vật lý có thể làm “ngưng” tất cả 4 trạng thái và nghiên cứu chúng một cách chặt chẽ. Vì vậy, họ có thể xác định được năng lượng của những cặp 3 này ở nhiệt độ mà tại đó lại tiếp diễn thêm một vòng quay.
Nguồn Nasati/Sciencedaily
