Στα τέλη του 18ου αιώνα, η Γαλλία φιλοξένησε τον πρώτο ανταγωνιστικό αγώνα δρόμου στον κόσμο, και τώρα η χώρα θα θέσει το σκηνικό για την επόμενη επανάσταση στον τομέα των μηχανοκίνητων αθλημάτων: η πρώτη κούρσα «νανοκάρτας».
Τέσσερις ομάδες θα διεξάγουν αγώνες μικροσκοπικών οχημάτων από ένα μόριο στο Εθνικό Κέντρο Επιστημονικής Έρευνας (CNRS) στην Τουλούζη στις 28 Απριλίου. Ο διαγωνισμός θα μεταδοθεί ζωντανά στο YouTube για τους οπαδούς των δύο μηχανοκίνητων αθλημάτων και της επιστήμης αιχμής.
Εκτός από τη διοργάνωση ενός θεάματος, ο διαγωνισμός αποσκοπεί στην απόδειξη των αυξανόμενων δυνατοτήτων των επονομαζόμενων μοριακών μηχανών. Τρεις ευρωπαίοι ακαδημαϊκοί κέρδισαν το Βραβείο Νόμπελ Χημείας του 2016 για την επίδειξη της ικανότητας σχεδιασμού και κατασκευής συσκευών σε μοριακό επίπεδο που λειτουργούν σαν παραδοσιακά μηχανήματα, μετατρέποντας την ενέργεια εισόδου σε μηχανική εργασία.
Αρκετά από τα νανοκάρες που συμμετέχουν στον αγώνα έχουν παρόμοια διάταξη με τα συμβατικά σχέδια αυτοκινήτων, αλλά άλλα μιμούνται την κίνηση των πραγμάτων όπως ποικίλες όπως οι κάμπιες, τα αιωροβόλα και οι ανεμόμυλοι. Ο Christian Joachim, ανώτερος ερευνητής στο CNRS και διευθυντής της κούρσας NanoCar, είπε στη Live Science ότι οι διοργανωτές επιθυμούσαν να διατηρήσουν το καινοτόμο πνεύμα των πρώτων μοτοσικλετιστών.
"Το 1894, ο πρώτος αγώνας αυτοκινήτων οργανώθηκε μεταξύ του Παρισιού και της Ρουέν και, αν κοιτάξετε προσεκτικά, αποφάσισαν εκείνη τη στιγμή να κρατήσουν όλα τα είδη προώθησης», είπε. "Στον διαγωνισμό μας, τρία αυτοκίνητα από τρεις διαφορετικές ομάδες έχουν τροχούς, ένα σασί, τέτοια πράγματα, τρία δεν είναι κάτι τέτοιο, δεχθήκαμε μια μεγάλη ποικιλία μοριακών σχεδίων με σκοπό να προσπαθήσουμε να καταλάβουμε τι λειτουργεί καλύτερα".
Ο αγώνας γίνεται εφικτός από ένα μικροσκόπιο σάρωσης σήραγγας (STM) ένα-του-είδους. Ένας STM επιτρέπει στους ερευνητές να απεικονίζουν και να χειρίζονται μεμονωμένα άτομα χρησιμοποιώντας ένα εξαιρετικά μεταλλικό άκρο, αλλά η συσκευή που στεγάζεται στο CNRS έχει τέσσερις συμβουλές, επιτρέποντας σε τέσσερις διαφορετικούς χρήστες να δουλεύουν ταυτόχρονα στην ίδια επιφάνεια.
Αυτές οι συμβουλές θα χρησιμοποιηθούν για την παράδοση μικροσκοπικών ηλεκτρικών παλμών στα οχήματα - το καθένα από τα οποία αποτελείται από μερικές εκατοντάδες άτομα - για να τα τροφοδοτήσουν γύρω από έναν ιππόδρομο από άτομα χρυσού. Η χημική δομή κάθε νανοκάρπου έχει σχεδιαστεί ειδικά έτσι ώστε η ενέργεια από αυτούς τους παλμούς να την ωθεί προς τα εμπρός, είπε ο Ιωακείμ.
Η ιδέα για τον διαγωνισμό ήρθε το 2013, αλλά χρειάστηκαν περισσότερα από τρία χρόνια για τους διοργανωτές να σχεδιάσουν το ιπποδρόμιο, να προσαρμόσουν το STM για τον αγώνα και οι ομάδες να σχεδιάσουν τα νανοκάρυά τους.
Εννέα ομάδες αρχικά υπέβαλαν αίτηση συμμετοχής και έξι επιλέχθηκαν για να προχωρήσουν στα τελικά στάδια του αγώνα. Μόνο τέσσερα νανοκάρτα θα μπορούν να λάβουν μέρος την ημέρα, έτσι ώστε οι καλύτερα προετοιμασμένες ομάδες να επιλεγούν λίγο πριν τον αγώνα, σύμφωνα με τους διοργανωτές αγώνων. Σε αντίθεση με άλλους αγώνες μηχανοκίνητου αθλητισμού, δεν διακυβεύεται κανένα χρηματικό έπαθλο για τις ομάδες. οι ερευνητές αγωνίζονται απλώς για ένα τρόπαιο και δικαιώματα καυχησιολογίας.
Η τεχνολογία στην καρδιά του αγώνα έχει δυνητικά μετασχηματιστικές εφαρμογές σε πεδία που κυμαίνονται από ιατρική έως μικροηλεκτρονική. Οι πρόοδοι στα ηλεκτρονικά συστήματα βασίζονται παραδοσιακά στη συνεχώς αυξανόμενη μικρογραφία των εξαρτημάτων όπως οι τρανζίστορ, ανέφερε ο Joachim και η συνέχιση αυτής της τάσης θα απαιτήσει τελικά την ικανότητα να κατασκευάσει συσκευές με άτομο από άτομο.
Αυτή η τεχνολογική πραγματικότητα μπορεί να απέχει πολύ και είναι δύσκολο να προβλεφθεί το τελικό δυναμικό των μοριακών μηχανών, αλλά ο αγώνας θα βοηθήσει να απαντηθούν σημαντικά ερωτήματα σχετικά με την ευρωστία τους με τους παλμούς από το STM και την ικανότητα συντονισμού πολλαπλών συσκευών στο ίδιο επιφάνεια, πρόσθεσε ο Ιωακείμ.
"Ένα μάθημα που θα μάθουμε θα είναι, μπορούμε πραγματικά να βάλουμε τέσσερα διαφορετικά μόρια στην ίδια επιφάνεια και να τα οδηγήσουμε στην ίδια επιφάνεια;" αυτός είπε. "Αυτό δεν έχει γίνει ποτέ πριν, ώστε να μάθουμε τα μηχανήματα, το λογισμικό, την τεχνολογία που μας δίνει τη δυνατότητα να το κάνουμε αυτό".
