Двигатели вращения, берущие свое начало от ветряных мельниц и водяных колес, всегда были показателем уровня развития человеческой цивилизации. Подтверждение этому являются турбины современных гидроэлектростанций, оффшорных ветрогенераторов, которые представляют собой сложнейшие и интеллектуальные агрегаты, снабжающие нас экологически чистой энергией. Также сейчас ученых интересуют и двигатели другого рода, микроскопические и наноразмерные, способные приводить в действие нанороботов, микромеханизмы и т.п. И в этом деле ученым также удалось добиться достаточно значительных успехов.
К одному из таких успехов можно отнести разработанных исследователями из Технического университета Делфта (Delft University of Technology, TU Delft) в Нидерландах ротационный двигатель, работающий за счет проходящего потока жидкости или ионов, представляющий собой, другими словами, самую маленькую гидротурбину на сегодняшний день.
Ротор этой нанотурбины состоит из связки молекул синтетической ДНК, суммарная толщина которых составляет всего 7 нанометров. Для изготовления этого ротора использовалась известная технология ДНК-оригами, в момент сборки все это подвергалось воздействию внешнего электрического поля, которое вызвало характерное закручивание "лопастей" ротора. Если изменить полярность этого электрического поля, то ротор закрутится в обратную сторону и он будет вращаться в противоположном направлении под воздействием потока жидкости.
Во время экспериментов такие роторы были размещены в нанопорах соответствующего диаметра, через которые пропускался поток жидкости. Под воздействием этого потока ротор совершал вращательные движения со скоростью более чем 10 оборотов в секунду. Отметим, что самым простым способом приведения всего этого в действие является помещение роторов нанотурбины в поры мембраны, по разные стороны которой находится жидкость с разной концентрацией растворенных в ней солей.
В своих дальнейших исследованиях ученые планируют, используя уже накопленный опыт, создать оптимизированный вариант гидронанотурбины, которая, при диаметре в 25 нанометров, будет демонстрировать такие же характеристики, как и первые опытные образцы больших размеров. Здесь следует отметить, что 25 нанометров уже сопоставимо с размерами большинства белков, заключенных в живых клетках. Это, в свою очередь, означает, что такие нанотурбины могут использоваться для манипуляций с белками и для того, чтобы заставить эти белки выполнять свою работу несколько интенсивней и эффективней, чем в обычных условиях.