Север и рынок. 2015, N 2.

является создание специальных миниатюрных устройств, оснащенных микропроцессорами и способных выполнять целенаправленные операции с объектами нанометовых масштабов, называемых «нанороботами» [17]. Нанороботы (в англоязычной литературе также используются термины «наноботы», «наноиды», «наниты») - это наномашины, созданные из различных наноматериалов, размером, сопоставимые с молекулой [16]. Они должны обладать функциями движения, обработки и передачи информации, а также исполнения специальных программ, при этом размеры нанороботов не превышают нескольких нанометров. Согласно современным теориям, нанороботы должны уметь осуществлять двустороннюю коммуникацию - реагировать на различные сигналы и быть в состоянии подзаряжаться или перепрограммироваться извне (посредством звуковых или электрических колебаний) [16]. Также важной представляются их функции репликации - самосборки новых нанитов и программированного самоуничтожения, например, по окончании работы [1]. В этом случае роботы должны распадаться на экологически безвредные и быстровыводимые компоненты. В настоящее время существуют различные подходы к разработке нанороботов: одним из них является создание самоходных микро- и наноразмерных актюаторов (наномоторов) [18]. Наномотор представляет собой молекулярное устройство, способное преобразовывать различные виды энергии в движение. В типичном случае он может создавать силу порядка одного пиконьютона. В качестве энергии движения наномоторов могут выступать различные химические реакции, энергия света, звука (механических колебаний), электромагнитное поле и электрический ток. Так, в Калифорнийском университете были проведены лабораторные эксперименты по перемещению нанотрубок посредством диэлектрофореза в водных растворах (рис.18). При этом промежуток между электродами-нанотрубками составлял 10 нм, а подаваемое на них напряжение - 1 В. В итоге на концах таких электродов образовывалось довольно сильное неоднородное электростатическое поле, притягивающее подобные частицы. Нанотрубки-электроды образуют статор, а наночастицы в центре - ротор. Если на электроды подавать переменное напряжение, то наночастица будет вращаться (причем ее положение напрямую зависит от величины напряжения, подводимого к электродам). Рис.18. Вращение молекулярного мотора электромагнитным полем Кроме того, M.P. Хьюс (Hughes) (School of Engineering, University of Surrey) предложил модель асинхронного электродинамического наномотора, который обладает вращающим моментом благодаря вращающемуся электромагнитному полю. Подобное взаимодействие «вращающееся поле - электрический диполь (ротор)» значительно стабилизирует положение ротора. Электрическое поле генерируется благодаря прямоугольным импульсам, посылаемым на статор, что дает возможность прямого компьютерного управления таким наномотором. Также возможно прецизионное управление и частотой вращения такого ротора. Разработанный наномотор состоит из ротора длиной 1 мкм и диаметром 100 нм, при этом такой наномотор развивает момент усилия в 10-15Н/м. 124