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.
Гонки на молекулах: краткий обзор молекулярных машинок
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.
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.
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.
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.
Третья награда NanoCar Race досталась багги американской команды. Содержащий больше 500 атомов наномобиль также получил специальный приз как самый крупный болид гонок. Впрочем, ни ему, ни остальным трем участникам за 30 часов не удалось даже добраться до финиша (французский наномобиль и вовсе не смог сдвинуться с места). Несмотря на очевидный прогресс нанотехнологий, возможности манипуляции отдельными атомами и молекулами пока очень и очень ограниченны. Зато это направление развивается в потрясающем темпе, и уже от следующих гонок NanoCar Race болельщики ждут и большей конкуренции на трассе, и бóльших скоростей.
