La sfârșitul anilor 1800, Franța a găzduit prima cursă automobilistică competitivă din lume, iar acum, țara va pune scena pentru următoarea revoluție în sporturile cu motor: prima cursă „nanocar”.
Patru echipe vor face curse între vehicule minuscule dintr-o singură moleculă la Centrul Național de Cercetare Științifică (CNRS) din Toulouse pe 28 aprilie. Concurența va fi transmisă pe YouTube în direct pentru fanii sportului cu motor și ai științei de ultimă oră.
În afară de a pune un spectacol, competiția are ca scop demonstrarea capacităților crescânde ale așa-numitelor mașini moleculare. Trei medici universitari europeni au câștigat premiul Nobel pentru chimie 2016 pentru demonstrarea capacității de proiectare și construire a dispozitivelor la nivel molecular care funcționează ca mașinile tradiționale prin transformarea energiei de intrare în lucru mecanic.
Mai multe dintre nanocarele care participă la cursă au o dispunere similară cu design-urile convenționale ale mașinilor, dar altele imită mișcarea lucrurilor la fel de variate precum omizi, hovercraft și mori de vânt. Christian Joachim, cercetător senior la CNRS și director al cursei NanoCar, a declarat la Live Science că organizatorii sunt dornici să mențină spiritul inovator al sporturilor motrice timpurii.
"În 1894, prima cursă de mașini a fost organizată între Paris și Rouen și, dacă priviți cu atenție, au decis atunci să păstreze tot felul de propulsie", a spus el. "În competiția noastră, trei mașini din trei echipe diferite au roți, un șasiu, lucrurile de genul acesta. Trei nu sunt nimic asemănător. Am acceptat o variație mare de designuri moleculare în scopul de a încerca să înțelegem ce funcționează cel mai bine."
Cursa este posibilă printr-un microscop microscopic de tip scanare (STM). Un STM permite cercetătorilor să imagineze și să manipuleze atomi individuali folosind un vârf metalic ultrafinat, dar dispozitivul găzduit la CNRS are patru sfaturi, permițând patru utilizatori diferiți să lucreze simultan pe aceeași suprafață.
Aceste sfaturi vor fi folosite pentru a livra impulsuri electrice minuscule vehiculelor - fiecare constând din doar câteva sute de atomi - pentru a le alimenta în jurul unui curs de curse din atomi de aur. Structura chimică a fiecărui nanocar a fost special concepută astfel încât energia din aceste impulsuri să o propulseze înainte, a spus Joachim.
Ideea pentru competiție a venit în 2013, dar au fost necesari mai mult de trei ani pentru ca organizatorii să proiecteze cursa, să adapteze STM-ul pentru cursă și echipele să-și proiecteze nanocarele.
Nouă echipe au solicitat inițial să participe, iar șase au fost selectate pentru a trece la etapele finale ale cursei. Doar patru nanocare vor putea participa în ziua respectivă, astfel că echipele cele mai bine pregătite vor fi alese cu puțin timp înainte de cursă, potrivit organizatorilor cursei. Spre deosebire de alte competiții de sport cu motor, nu există bani premiați în joc pentru echipe; cercetătorii încearcă doar să încerce un trofeu și să se laude cu drepturi.
Tehnologia din centrul cursei are aplicații potențial transformatoare în domenii, de la medicină la microelectronică. Progresele electronice s-au bazat în mod tradițional pe miniaturizarea în continuă creștere a componentelor precum tranzistoarele, a spus Joachim, iar continuarea acestei tendințe va necesita în cele din urmă capacitatea de a construi dispozitive atom de atom.
Această realitate tehnologică poate fi departe și este greu de prezis potențialul final al mașinilor moleculare, dar cursa va ajuta la răspunsuri la întrebări importante despre robustetea lor la impulsuri susținute de la STM și capacitatea de a coordona mai multe dispozitive pe același suprafață, a adăugat Joachim.
"O lecție pe care o vom învăța va fi, putem pune cu adevărat patru molecule diferite pe aceeași suprafață și le vom conduce pe aceeași suprafață?" el a spus. "Acest lucru nu a fost făcut până acum, astfel încât vom învăța utilajele, software-ul, tehnologia care ne permite să facem asta."
