Nanocar
નેનોકાર એ 2005 માં રાઇસ યુનિવર્સિટી ખાતે પ્રોફેસર જેમ્સ ટૂરની આગેવાની હેઠળના જૂથ દ્વારા રચાયેલ અણુ છે. નામ હોવા છતાં, મૂળ નેનોકારમાં મોલેક્યુલર મોટર નથી, તેથી, તે ખરેખર કાર નથી. તેના બદલે, તે ધાતુની સપાટીઓ પર ફુલરીન કેવી રીતે ફરે છે તે પ્રશ્નનો જવાબ આપવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું હતું; ખાસ કરીને, પછી ભલે તે રોલ કરે અથવા સ્લાઇડ કરે (તેઓ રોલ કરે છે). આ અણુમાં એચ-આકારની 'ચેસિસ' હોય છે, જેમાં ચાર ખૂણાઓ પર ફુલરીન જૂથો જોડાયેલા હોય છે, જે ચક્ર તરીકે કામ કરે છે. જ્યારે સોનાની સપાટી પર વિખેરાય છે, ત્યારે અણુઓ તેમના ફુલરીન જૂથો દ્વારા પોતાને સપાટી સાથે જોડે છે અને સ્કેનિંગ ટનલિંગ માઇક્રોસ્કોપી દ્વારા શોધી કાઢવામાં આવે છે. તેમની દિશા નક્કી કરી શકાય છે કારણ કે ફ્રેમની લંબાઈ તેની પહોળાઈ કરતાં થોડી ટૂંકી હોય છે. સપાટીને 200 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી ગરમ કર્યા પછી અણુઓ આગળ અને પાછળ આગળ વધે છે કારણ કે તેઓ તેમના ફુલરીન "વ્હીલ્સ" પર ફરે છે. નેનોકાર ફરવા સક્ષમ છે કારણ કે ફુલરીન વ્હીલ કાર્બન-કાર્બન સિંગલ બોન્ડ દ્વારા એલ્કાઇન "એક્સલ" માં ફીટ કરવામાં આવે છે. પડોશી કાર્બન પરનું હાઇડ્રોજન મુક્ત પરિભ્રમણ માટે કોઈ મોટી અવરોધ નથી. જ્યારે તાપમાન પૂરતું ઊંચું હોય છે, ત્યારે ચાર કાર્બન-કાર્બન બંધ ફરે છે અને કાર ફરતી રહે છે. ક્યારેક અણુના કેન્દ્ર તરીકે ગતિની દિશા બદલાય છે. રાઇસ ખાતેના પ્રોફેસર કેવિન કેલી દ્વારા એસટીએમની ટોચ સાથે પરમાણુને ખેંચીને રોલિંગ ક્રિયાની પુષ્ટિ કરવામાં આવી હતી. સ્વતંત્ર પ્રારંભિક વૈચારિક યોગદાન મોલેક્યુલર "ટિંકરટોય" માંથી બનેલા નેનોકારનો ખ્યાલ સૌપ્રથમ એમ. ટી. દ્વારા કરવામાં આવ્યો હતો. મોલેક્યુલર નેનોટેકનોલોજી (નવેમ્બર 1997) પર પાંચમી દૂરદર્શિતા પરિષદમાં માઇકલવિઝ. ત્યારબાદ, એનલ્સ ઓફ ઇમ્પ્રોબેબલ રિસર્ચમાં વિસ્તૃત સંસ્કરણ પ્રકાશિત કરવામાં આવ્યું હતું. આ કાગળો નીચેથી ઉપરની ડ્રેક્સલેરિયન નેનોટેકનોલોજીની મર્યાદાઓ અને એરિક ડ્રેક્સલર દ્વારા વિકસાવવામાં આવેલી યાંત્રિક સામ્યતાઓ કેટલી દૂર સુધી કરી શકાય તેની વૈચારિક મર્યાદાઓ પરની મૂળભૂત ચર્ચામાં એટલું ગંભીર યોગદાન ન હોવાનું માનવામાં આવતું હતું. આ નેનોકાર ખ્યાલનું મહત્વનું લક્ષણ એ હતું કે તમામ પરમાણુ ઘટક ટિંકરટોય જાણીતા અને સંશ્લેષિત અણુઓ હતા (અરે, કેટલાક ખૂબ જ વિચિત્ર અને તાજેતરમાં જ શોધાયેલા, દા. ત. સ્ટાફન્સ, અને ખાસ કરીને-ફેરિક વ્હીલ, 1995), કેટલાક ડ્રેક્સલેરિયન ડાયમન્ડોઇડ માળખાઓથી વિપરીત કે જે ફક્ત પૂર્વધારણા હતી અને ક્યારેય સંશ્લેષણ કરવામાં આવી ન હતી; અને ડ્રાઇવ સિસ્ટમ કે જે ફેરિક વ્હીલમાં જડિત હતી અને સબસ્ટ્રેટના એકરૂપ અથવા સમય-આધારિત ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા સંચાલિત હતી-એક "વ્હીલમાં એન્જિન" ખ્યાલ. નેનોડ્રાગસ્ટર વિશ્વની સૌથી નાની ગરમ લાકડી તરીકે ઓળખાતી નેનોડ્રાગસ્ટર એક મોલેક્યુલર નેનોકાર છે. આ ડિઝાઇન અગાઉની નેનોકાર ડિઝાઇનમાં સુધારો કરે છે અને મોલેક્યુલર મશીનો બનાવવાની દિશામાં એક પગલું છે. આ નામ નેનોકારની ડ્રેગસ્ટર સાથે સામ્યતા પરથી આવ્યું છે, કારણ કે તેના અસ્થિર વ્હીલ ફિટમેન્ટમાં આગળના ભાગમાં નાના વ્હીલ્સ સાથે ટૂંકા એક્સલ અને પાછળના ભાગમાં મોટા વ્હીલ્સ સાથે મોટા એક્સલ હોય છે. જેમ્સ ટૂર, કેવિન કેલી અને તેના સંશોધનમાં સામેલ અન્ય સહકર્મીઓની ટીમ દ્વારા રાઇસ યુનિવર્સિટીની રિચાર્ડ ઇ. સ્મેલી ઇન્સ્ટિટ્યૂટ નેનોસ્કેલ સાયન્સ એન્ડ ટેકનોલોજીમાં નેનોકાર વિકસાવવામાં આવ્યું હતું. અગાઉ વિકસાવવામાં આવેલ નેનોકાર 3 થી 4 નેનોમીટર હતું જે [ની પહોળાઈ] થી થોડું વધારે હતું. તે ડીએનએનો એક ભાગ હતો અને માનવ વાળ કરતાં લગભગ 20,000 ગણો પાતળો હતો. આ નેનોકારો તેમના ચાર પૈડા તરીકે કાર્બન બકીબોલ્સ સાથે બનાવવામાં આવ્યા હતા, અને જે સપાટી પર તેઓ મૂકવામાં આવ્યા હતા તેને ખસેડવા માટે તાપમાનની જરૂર હતી. બીજી બાજુ, પી-કાર્બોરેન વ્હીલ્સનો ઉપયોગ કરતી નેનોકાર ફરતી જગ્યાએ બરફ પર સરકતી હોય તેમ ચાલે છે. આવા અવલોકનો નેનો કારના ઉત્પાદન તરફ દોરી ગયા જેમાં બંને ચક્રની રચના હતી. નેનોડ્રાગસ્ટર માનવ વાળ કરતાં 50,000 ગણું પાતળું હોય છે અને તેની ટોચની ઝડપ 0.014 મિલીમીટર પ્રતિ કલાક (0.0006 ઇંચ/કલાક અથવા 3.89 × 10−9 મીટર/સેકન્ડ) હોય છે. પાછળના વ્હીલ્સ ગોળાકાર ફુલરીન પરમાણુઓ અથવા બકીબોલ્સ છે, જે દરેક 60 કાર્બન પરમાણુઓથી બનેલા છે, જે સોનાના ખૂબ જ બારીક સ્તરથી બનેલી ડ્રેગસ્ટ્રિપ તરફ આકર્ષાય છે. આ ડિઝાઇન ટૂરની ટીમને નીચા તાપમાને ઉપકરણ ચલાવવા માટે પણ સક્ષમ બનાવે છે. નેનોડ્રાગસ્ટર અને અન્ય નેનો-મશીનો વસ્તુઓના પરિવહનમાં ઉપયોગ માટે રચાયેલ છે. આ તકનીકનો ઉપયોગ કમ્પ્યુટર સર્કિટ અને ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકોના ઉત્પાદનમાં અથવા માનવ શરીરની અંદર ફાર્માસ્યુટિકલ્સ સાથે થઈ શકે છે. પ્રવાસે એવું પણ અનુમાન લગાવ્યું હતું કે નેનોકાર સંશોધનમાંથી મેળવેલ જ્ઞાન ભવિષ્યમાં કાર્યક્ષમ ઉત્પ્રેરક પ્રણાલીઓનું નિર્માણ કરવામાં મદદ કરશે. ધાતુની સપાટી પર ચાર પૈડાવાળા અણુની વિદ્યુત સંચાલિત દિશાત્મક ગતિ કુડરનેક વગેરે. ચાર મોટરયુક્ત "વ્હીલ્સ" ધરાવતા ખાસ રચાયેલ અણુનું વર્ણન કર્યું. તાંબાની સપાટી પર પરમાણુ જમા કરીને અને તેમને સ્કેનીંગ ટનલિંગ માઇક્રોસ્કોપના ઇલેક્ટ્રોનમાંથી પૂરતી ઊર્જા પ્રદાન કરીને તેઓ કેટલાક અણુઓને ચોક્કસ દિશામાં ચલાવવામાં સક્ષમ હતા, જેમ કે કાર, જે સપાટી પર એક જ દિશામાં આગળ વધવા માટે સક્ષમ પ્રથમ એક અણુ છે. અસ્થિર ઇલેક્ટ્રોન ટનલિંગ રોટરમાં રચનાત્મક ફેરફારોને પ્રેરિત કરે છે અને તાંબાની સપાટી પર પરમાણુને આગળ ધપાવે છે. વ્યક્તિગત મોટર એકમોની રોટરી ગતિની દિશા બદલીને, સ્વ-પ્રોપેલિંગ મોલેક્યુલર 'ફોર-વ્હીલર' માળખું અવ્યવસ્થિત અથવા પ્રાધાન્યમાં રેખીય માર્ગને અનુસરી શકે છે. આ ડિઝાઇન વધુ વ્યવહારદક્ષ પરમાણુ યાંત્રિક પ્રણાલીઓના સંશોધન માટે પ્રારંભિક બિંદુ પ્રદાન કરે છે, કદાચ તેમની ગતિની દિશા પર સંપૂર્ણ નિયંત્રણ સાથે. આ વિદ્યુત સંચાલિત નેનોકારનું નિર્માણ યુનિવર્સિટી ઓફ ગ્રોનિંગન રસાયણશાસ્ત્રી બર્નાર્ડ એલ. ફિરિંગાની દેખરેખ હેઠળ કરવામાં આવ્યું હતું, જેમને જીન-પિયરે સોવેજ અને જે. ફ્રેઝર સ્ટોડડાર્ટ સાથે મળીને નેનોમોટર પર તેમના અગ્રણી કાર્ય માટે 2016 માં રસાયણશાસ્ત્ર માટે નોબેલ પુરસ્કાર એનાયત કરવામાં આવ્યો હતો. મોટર નેનોકાર કૃત્રિમ મોલેક્યુલર મોટર સાથે ભવિષ્યનું નેનોકાર જીન-ફ્રાન્કોઇસ મોરિન એટ અલ દ્વારા વિકસાવવામાં આવ્યું છે. તે કાર્બોરેન વ્હીલ્સ અને હળવા સંચાલિત હેલિસિન સિન્થેટિક મોલેક્યુલર મોટરથી સજ્જ છે. મોટર ભાગ દ્રાવણમાં એક દિશાનું પરિભ્રમણ દર્શાવે છે, તેમ છતાં સપાટી પર પ્રકાશ સંચાલિત ગતિ હજુ સુધી જોવા મળી નથી. ભવિષ્યમાં મોલેક્યુલર પ્રોપેલર દ્વારા પાણી અને અન્ય પ્રવાહીમાં ગતિશીલતા પણ અનુભવી શકાય છે. નેનોપુટિયન નેનોકાર રેસ સંદર્ભો મોલેક્યુલર મશીનો નેનોટેકનોલોજી પણ જુઓ.