Получившаяся нанобатарейка использовала свои металлы и внешние
реагенты для проведения электрохимических реакций окисления
и восстановления, что приводило к возникновению потоков ионов
и перемещению самого раствора. Рождавшееся при этом электрическое поле
толкало стержень в одну сторону (медным концом вперёд).
В зависимости от формы стержня (прямой или
с изогнутым концом) авторы опыта получили линейное перемещение или
вращение этого своеобразного нанодвигателя. Направление движения
отмечено зелёными стрелками. Другие стрелки показывают перемещение
электронов и ионов в ходе окислительно-восстановительных реакций
(иллюстрация Ran Liu, Ayusman Sen/ American Chemical Society).
Получившийся эффект учёные называют самоэлектрофорезом. Взвешенные
в растворе наностержни самостоятельно передвигаются за счёт явления,
сходного с обычным электрофорезом, но без приложения внешнего поля.
Глядя на копошение наностержней, трудно
отделаться от ощущения, что это живые бактерии. Кстати, учёные добились
от своих изделий скорости более 10 микрометров в секунду. Для стержней
длиной 3,6 мкм это очень солидная величина (кадр Ran Liu, Ayusman Sen/
American Chemical Society).
Время работы батарейки-мотора зависит от концентрации окислителя и длины медного фрагмента, сообщает
PhysOrg.com. В своих опытах учёные варьировали эти параметры, получая
от 40 секунд до минуты движения стержней. Оно прекращалось, когда вся
медь окислялась, превращаясь, к примеру, в иодид меди. Хотя
движение стрежней в растворе на большом масштабе времени хаотично, по
идее, им можно научиться управлять, говорят экспериментаторы. Если
добавить в такой стержень магнитный материал, можно влиять на его
ориентацию в пространстве внешним полем. (Детали опыта можно посмотреть в статье в Journal of the American Chemical Society.)
|