В конце апреля в Тулузе было тепло, но температура на гладкой позолоченной трассе приближалась к абсолютному нулю. Здесь, в глубоком вакууме туннельного микроскопа, прошли первые в истории гонки наномобилей – и до финиша добрались далеко не все.
Green Buggy
TOULOUSE NANOMOBILE CLUB Франция Разработчик > Тулузский университет III им. Поля Сабатье Конструкция > Жесткое шасси на четырех группах, каждая из которых вращается независимо под действием туннельного тока, перемещая болид на 0,3 нм за каждый полный оборот Преимущества > Изогнутая форма шасси минимизирует взаимодействия с поверхностью подложки, которые могут снижать скорость на трассе Прошел > 0 нм
100-нанометровую дистанцию участникам NanoCar Race было выделено более двух суток, хотя победитель определился уже через несколько часов: двухколесный гонщик развил бешеную скорость, которая позволила бы преодолеть сантиметр всего за 11,5 лет. Несмотря на это, борьба развернулась нешуточная. Соревнования держали в напряжении тысячи зрителей, которые следили за прямыми включениями из Центра разработки материалов и структурных исследований (CEMES) во французской Тулузе, пока участники заменяли и вновь ускоряли свои болиды и даже перезапускали автодром.
Dipolar Racer
NANOPRIX TEAM США, Австрия Разработчик > Университет Райса, Грацский университет Конструкция > Два свободно вращающихся колеса на основе жесткой углеродной решетки адамантана. Ускоряется туннельными токами, действующими на заряженные группы в передней и задней частях шасси Преимущества > Скорость так велика, что на золотой подложке болид не удается рассмотреть. Специальным решением жюри было разрешено использовать «замедляющую» серебряную подложку, на которой Dipolar Racer развил скорость 95 нм/ч Прошел > 450 нм
Молекулярные машины разгонялись токами, которые протекали по тонкой – с острием в несколько атомов – игле сканирующего туннельного микроскопа (СТМ). Игла двигается в нескольких ангстремах над проводящей поверхностью, что позволяет осматривать ее с разрешением до атома или манипулировать отдельными частицами, подавая на них слабый туннельный ток. Под его действием перемещались и наномобили, хотя в остальном конструкторы проявили большую изобретательность, синтезировав молекулы с двумя и четырьмя колесами, парящие над трассой, как ховербайк, и даже ползущие на манер гусеницы.
Swiss Nano Dragster
SWISS TEAM Швейцария Разработчик > Базельский университет Конструкция > Бесколесный «ховербайк», приводимый в движение за счет электромагнитных взаимодействий, которые возникают под действием токов между тремя плоскостями терпиридиновой группы и поверхностью золотой подложки Преимущества > Простая и устойчивая структура повышенной выносливости, способная выдержать многочасовую гонку без разрушения Прошел > 133 нм
Специально для NanoCar Race команда профессора CEMES Кристиана Иоахима собрала СТМ, способный манипулировать четырьмя иглами сразу, проводя наномобили по параллельным дорожкам. Однако этого оказалось мало: к финишным заездам были готовы сразу шесть команд, так что гонки проходили не только на основном «автодроме», но и еще на двух СТМ-установках, расположенных в Австрии и США. Утром 28 апреля старт был дан. К этому моменту молекулы каждой команды уже были напылены на золотую подложку, оставалось подогнать болиды к месту старта и начать разгон, входя в первый поворот.
NIMS-MANA car
NANO-VEHICLE NIMS-MANA Япония Разработчик > Национальный институт наук о материалах Конструкция > Модуль из спаренных молекул нафталина меняет положение относительно шасси, заставляя болид двигаться на манер живой гусеницы. Второй модуль расположен симметрично для повышения надежности и скорости Преимущества > «Шарнирная подвеска» модулей позволяет контролировать движение с высокой точностью, однако до начала гонок разработчики не успели испытать ее на золотой подложке Прошел > 1 нм
Авария случилась уже через полчаса: нескоординированные действия японской команды Nano-Vehicle NIMS-MANA привели к зависанию основного микроскопа, из-за чего заезд пришлось прервать для перезагрузки СТМ. Зато после нового старта гонка пошла быстрее: стремительный швейцарский «нанодрагстер» претендовал на победу, но несколько раз терялся, и команда потратила драгоценные минуты на его замену. Победителем же оказался «дипольный гонщик» американо-австрийской команды NanoPrix, который развил бешеную скорость, добравшись до финиша за полтора часа и оторвавшись от пришедшего вторым «драгстера» на пять часов.
Bobcat Nano-Wagon