Вестник МГТУ. 2016, №1.1.

Вестник МГТУ, том 19, № 1/1, 2016 г. стр. 70–81 79 Механизм образования подобных наноколес уже детально обоснован (рис. 15). Так, группой исследователей под руководством А. Мюллера (Achim Müller) из Университета Билефельд (Германия) было обнаружено, что смешение молибдата натрия, воды и восстановителя при низком значении рН приводит к самопроизвольному образованию бубликоподобных наноколес, состоящих из оксида молибдена. Диаметр формирующихся молибденсодержащих колес составляет около 4 нм. Рис. 15. Схема авторепликации наноколес Необходимо также отметить, что для разрушения ячеек газогидратов наночастицами может быть использована не только энергия гидродинамического потока. В частности, одним из важных и перспективных направлений применения нанотехнологий в нефтяной и газовой промышленности является создание специальных миниатюрных устройств, оснащенных микропроцессорами и способных выполнять целенаправленные операции с объектами нанометовых масштабов, называемых нанороботами 13 . Нанороботы (в англоязычной литературе также используются термины "наноботы", "наноиды", "наниты") – это наномашины, созданные из различных наноматериалов и размером сопоставимые с молекулой 14 . 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 15 : реагировать на различные сигналы и быть в состоянии подзаряжаться или перепрограммироваться извне (посредством звуковых или электрических колебаний). Также важными представляются их функции репликации – самосборки новых нанитов и программированного самоуничтожения, например по окончанию работы. В этом случае роботы должны распадаться на экологически безвредные и быстровыводимые компоненты. В настоящее время существуют различные подходы к разработке нанороботов 16 : одним из них является создание самоходных микро- и наноразмерных актюаторов (наномотров). 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. 16). При этом промежуток между электродами-нанотрубками составлял 10 нм, а подаваемое на них напряжение – 1 В. В результате на концах таких электродов образовывалось довольно сильное неоднородное электростатическое поле, притягивающее подобные частицы. В результате 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). Кроме этого, M. P. Hughes из School of Engineering, University of Surrey предложил модель асинхронного электродинамического наномотора, который обладает вращающим моментом благодаря вращающемуся электромагнитному полю. 13 Нанотехнологии в нефтяной промышленности. [Электронный ресурс]. URL: http://www.neftrus.com/newteh/ 22-newteh/646-nanoyehvneftprom.html. 14 Лучшие разработки нанотехнологий 2011 [Электронный ресурс]. URL: http://nanodigest.ru/content/view/975/1. 15 Там же. 16 Наномотор [Электронный ресурс]. URL: http://4108.ru/u/nanomotor.