реферат (1041021), страница 2

Файл №1041021 реферат (Механизмы наноперемещений) 2 страницареферат (1041021) страница 22017-12-26СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Рисунок 4- Схема наноактуатора-мотора

Тепловые актюаторы обычно создают на эффектах теплового расширения или деформации контакта двух материалов (часто – пары металл− диэлектрик) за счет различия в коэффициентах теплового расширения. Разогрев элементов производят, пропуская через них электрический ток или нагревая окружающую среду. Такие актюаторы могут создавать достаточно большие силы, однако эффективность использования энергии оказывается весьма низкой. Увеличение разницы коэффициентов теплового расширения материалов позволяет несколько увеличить КПД, однако общая эффективность этих устройств обычно не превышает 0,1%.

Химическое управление наноактюаторами осуществляется при помощи изменения состава окружающей среды, ее кислотности и других факторов. Иногда (как например, в моторе наномашины) используют свет, который, воздействуя на химические молекулы, приводит актюатор в движение. К химическим наноактюаторам относятся и так называемые биологические молекулярные моторы. Примером такого мотора может быть EcoR124I – это крошечное устройство способно выталкивать и втягивать сделанный из молекулы ДНК стержень соскоростью почти 190 нм в секунду, а общее перемещение может достигать 3 мкм. Диаметр этого стержня – всего 2 нм. Вместо нанобатарейки такой молекулярный мотор использует молекулы АТФ – источник энергии, которым пользуются живые клетки (и наши клетки в том числе). Таким образом, чтобы включить мотор, нужно впрыснуть порцию молекул АТФ.

Другой молекулярный мотор – ATФ-синтетаза, предназначенный для синтеза или гидролиза молекул АТФ, а также для переноса протонов (Н+) через мембрану клетки, работает в клеточных мембранах животных, обеспечивая стабильность внутриклеточного рН цитоплазмы. Он преобразует энергию, запасенную в протонном градиенте, в химическую энергию. За объяснения

его функционирования внутри клетки Е. Скоу, П. Бойер и Дж. Уолкер (J.C. Skou, P. Boyer и J. Walker) получили Нобелевскую премию в 1997 году. Интересно, что при синтезе или гидролизе АТФ одна из частей энзима совершает вращательное движение по или против часовой стрелки, впуская протоны внутрь клетки или выпуская их наружу. По эффективности работы и развиваемой силе АТФ синтетаза существенно превосходит все известные в природе молекулярные моторы. Типичная сила, продуцируемая такой молекулярной турбиной. составляет около 1 пкН, а мощность – порядка 1 аВт (1•10−18 Вт). Существует множество других наноактюаторов, созданных на основе биологических молекул, полимеров, кремния и других материалов. И все они по-своему оригинальны и необходимы. Ведь если не будет наноактюаторов, то у нас не останется никаких возможностей внести свой вклад в движение наномира.



Вывод

В настоящее время можно выделить две основные тенденции в создании Наноэлектромеханических систем: уменьшение размера существующих микроэлектромеханических систем (МЭМС) и разработка принципиально новых молекулярных двигателей и молекулярных электромеханических устройств. Первый подход связан с большими сложностями, поскольку методы, используемые для создания МЭМС (электронная литография, ионное травление и др.) имеют ограниченное разрешение, поэтому их проблематично использовать для создания нанообъектов. Как ожидается, НЭМС произведут революцию в области метрологии, особенно – при измерении чрезвычайно малых сил и смещений на молекулярном уровне. Уже в настоящее время на основе НЭМС созданы нанорезонаторы с фундаментальной частотой колебаний выше 10 ГГц что еще не так давно казалось недостижимым. Такие резонаторы уже нашли применение в качестве кантилеверов сканирующей зондовой микроскопии, нановесов и наносенсоров биологических молекул и ДНК. Другим очевидным преимуществом НЭМС является их чрезвычайно низкое энергопотребление. К одному из важнейших классов НЭМС можно отнести также и наноактюаторы – молекулярные моторы. Очевидно, что для движения какого - либо объекта нужно подвести к нему и затратить некоторое количество энергии, точно так же как для человека необходима еда, чтобы двигаться и жить.

Характеристики

Тип файла
Документ
Размер
768,07 Kb
Тип материала
Высшее учебное заведение

Список файлов реферата

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6548
Авторов
на СтудИзбе
300
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее