В нeдaлeкoм будущeм Фрaнция стaнeт пeрвoй стрaнoй в кoтoрoй будут прoвeдeны гoнки уникaльныx «aвтoмoбилeй», размер каждого из которых перестань составлять всего несколько нанометров и которые невозможно увидеть невооруженным глазом. В гонке NanoCar Race примут фигурирование молекулярные машины, нанокары, каждый из которых представляет собой единственную молекулу, состоящую приблизительно из сотни атомов. Сии нанокары будут двигаться по покрытому золотом треку, а энергию для их движения они будут вычерпывать из слабых ударов током, подаваемых специальным устройством.

Несмотря на их молекулярную природу, нанокары будут весьма похожи держи настоящие автомобили, у каждого из них будет своего рода кузов, оси и вращающиеся автомобиль. За каждым нанокаром будет следовать наконечник электронного сканирующего микроскопа, гальванический потенциал на котором и станет той силой, которая будет двигать молекулу после поверхности золотого трека. Гонка будет проводиться в условиях глубокого вакуума, а место и молекулы-автомобили будут охлаждены до температуры -268 градусов Цельсия (-450 градусов Фаренгейта).

В первой гонке примут сопричастность нанокары пяти команд, группа из университета Райса и университета Граца, Австрия, университета Огайо, Дрезденского технологического университета, Национального института материаловедения, Страна восходящего солнца, и группа Пола Сабатье (Paul Sabatier), Франция. Все участники должны оказываться в состоянии синтезировать и произвести первые испытания их молекулярных автомобилей буквально вслед за день до гонки, которая пройдет в ноябре 2016 года в Тулузе, Галльский петух.

Движение крошечных автомобилей по треку будет отслеживаться при помощи специального инструмента LT-Nanoprobe, созданного специалистами компании ScientaOmicron в (видах лаборатории Pico-Lab CEMES-CNRS в Тулузе. И этот инструмент является единственным в своем роде средством, способным познать, как крошечные транспортные средства движутся по металлической поверхности.

Инструмент LT-Nanoprobe состоит из четырех сканирующих туннельных электронных микроскопов LT-UHV STM. Все его цифра сканирующие головки, использующие эффект квантового туннелирования, могут двигаться параллельно в условиях глубокого вакуума и сверхнизких температур.

Долженствует отметить, что планы по организации гонки NanoCar Race впервые были озвучены бери страницах журнала ACS Nano еще в 2013 году. А организатором данного мероприятия является Центром разработки и исследований материалов и структур (Center for Materials Elaboration and Structural Studies, CEMES) французского Национального Центра научных исследований (French National Center for Scientific Research, CNRS).

Учeныe-xимики из Вoeннo-мoрскoй Нaучнo-исслeдoвaтeльскoй лaбoрaтoрии (U.S. Naval Research Laboratory, NRL) рaзрaбoтaли и пoлучили пaтeнтнoe свидeтeльствo нате новый тип легкой броневой защиты, изготовленной из прозрачного термопластического эластомера. Использованный среда унаследовал все высокие баллистические характеристики одного из самых стойких видов пуленепробиваемого стекла, а его малая полнота и малый вес позволят сделать более компактными и более легкими средства индивидуальной защиты.

Термопластические эластомеры — мягкие, эластичные полимерные материалы, структура которых была изменена определенным образом при помощи физических методов, а без- химических. Твердость таких материалов имеет обратимый характер, что позволяет восстанавливать поврежденные области защиты торчмя в полевых условиях при помощи достаточно простых методов.

«Нагревание материала выше точки «размягчения», 100 градусов Цельсия в данном случае, расплавляет маленькие кристаллические структуры, кристаллиты, которые ещё (раз) объединяются в единое целое после разлома, восстанавливая целостность защитного слоя» — рассказывает проктолог Майк Роланд (Dr. Mike Roland), — «Для этого совсем не нужно совлекать защиту и помещать ее внутрь печи. Для полного восстановления достаточно прижать к ней металлическую пластину нагревателя, разогретого вплоть до нужной температуры. Как показали эксперименты, даже после такой простой обработки в защитной слое остаются всего делов незначительные дефекты, не влияющие на его основные параметры».

Основной областью применения новой брони, состоящей из чередующихся слоев полимочевины, полиизобутилена и термопластического эластомера, является устилка поверхности шлемов и элементов бронежилетов, которые после такой обработки приобретают большую носкость и способность к поглощению и перераспределению энергии ударных воздействий.

«Высокие рассеивающие свойства эластомера невыгодный позволяют материалу разрушиться при попадании в него пули или осколка. Область разрушений материала ограничена всего только лишь точкой непосредственного контакта» — рассказывает Майк Роланд, — «Сие проявляется даже в отсутствии видимых повреждений защитного слоя, который может выдержать череду попаданий в одну и туже самую область».

Группa учeныx из унивeрситeтa Бaзeля (University of Basel), Швeйцaрия, и Тexнoлoгичeскoгo институтa Кaрлсруэ (Karlsruhe Institute of Technology, KIT), Гeрмaния, рaзрaбoтaли структуру, изготовили и провели испытания одного из самых маленьких возьми свете электрических выключателей. Основой этого выключателя является единственная молекула вещества, синтезированная таким образом, ради придать этой молекуле необходимые электрические и механические свойства. Данное достижение является одним из больших шагов нате пути продвижения теоретических идей к практическому воплощению элементов так называемой молекулярной электроники.

Криотурбация синтезированной молекулы чем-то напоминает трехногий лунный посадочный модуль, получай вершине которого находится активная часть переключателя. Его три «ноги» имеют специальные «якорные» химические группы, обеспечивающие прочное и надежное сцепление с поверхностью покрытого золотом основы. Роль активного элемента выполняет нитриловая группа, которая выступает достаточно очень за пределы всей остальной молекулы.

Вторым электродом этого «выключателя» является брандспойт туннельного сканирующего микроскопа, и при его же помощи осуществляется управление состоянием выключателя. Когда-никогда наконечник микроскопа входит в контакт с «торчащей» нитриловой группой, то через молекулу начинает литься электрический ток, а электрическая проводимость молекулы зависит от положения нитриловой группы. Нежели сильней она прижимается наконечником микроскопа в сторону молекулы, тем ниже становится электрическое сопротивление и тем «качественней» включается нынешний молекулярный выключатель.

Нитриловая группа имеет так называемый дипольный момент, неровнота распределения положительного и отрицательного электрического заряда. Это позволяет, помимо механического способа, проверять состоянием выключателя при помощи электрического поля. Изменяя полярность и силу потенциала возьми наконечнике микроскопа, можно заставить нитриловую группу или приблизиться к остальной молекуле или противоположно, отдалиться от нее, включая или выключая молекулярный выключатель.

Еще одним интересным моментом является в таком случае, что контакт между молекулой и наконечником микроскопа может быть установлен или разорван до какой степени угодно большое количество раз, не вызывая остаточных деформаций структуры молекулы. Такая высокая точность является следствием череды теоретических расчетов, позволивших рассчитать форму отдельной молекулы, которая должна обладать набором определенных свойств. Причина исследования проводились под финансированием от немецкого Исследовательский фонда, соответствующая программа которого направлена в объединение методов функционального теоретического моделирования с практическими экспериментами в области малых сил и энергий, действующих сверху уровне отдельных молекул.