1800-luvun lopulla Ranskassa järjestettiin maailman ensimmäinen kilpailukykyinen moottorikilpailu, ja nyt maa asettaa vaiheen seuraavalle moottoriurheilun vallankumoukselle: ensimmäiselle "nanokarille".
Neljä joukkuetta kilpailee pienistä, yhdestä molekyylistä valmistetuista ajoneuvoista Kansallisessa tieteellisen tutkimuksen keskuksessa (CNRS) Toulousessa 28. huhtikuuta. Kilpailu lähetetään suorana lähetyksenä YouTube: lle sekä moottoriurheilun että huipputekniikan faneille.
Silmälasin asettamisen lisäksi kilpailun tarkoituksena on osoittaa ns. Molekyylikoneiden kasvavat kyvyt. Kolme eurooppalaista tutkijaa sai vuoden 2016 Nobel-palkinnon kemiasta osoittamalla kykynsä suunnitella ja rakentaa molekyylitasolla laitteita, jotka toimivat kuten perinteiset koneet muuttamalla syöttöenergia mekaaniseksi työksi.
Useilla kilpailuun osallistuvilla nanokarilla on samanlainen ulkoasu kuin tavanomaisilla autosuunnitelmilla, mutta toiset matkivat niin monipuolisten asioiden kuin toukkien, ilmatyynyalusten ja tuulimyllyjen liikettä. Christian Joachim, CNRS: n vanhempi tutkija ja NanoCar-kilpailun johtaja, kertoi Live Science -järjestölle, että järjestäjät haluavat ylläpitää varhaisen moottoriurheilun innovatiivista henkeä.
"Vuonna 1894 järjestettiin kaikkien aikojen ensimmäinen autokilpailu Pariisin ja Rouenin välillä. Jos tarkastellaan tarkkaan, he päättivät tuolloin pitää kaikenlaisen käyttövoiman", hän sanoi. "Kilpailumme aikana kolmella autolla kolmesta eri joukkueesta on pyörät, runko ja vastaavat. Kolmessa ei ole mitään sellaista. Hyväksyimme suuren määrän molekyylisuunnitelmia pyrkiessään ymmärtämään, mikä toimii parhaiten."
Kilpailu on mahdollista yksilöllisellä pyyhkäisy tunnelimikroskoopilla (STM). STM antaa tutkijoille kuvan ja manipuloida yksittäisiä atomeja ultrahieno metallinen kärki, mutta CNRS: ssä olevassa laitteessa on neljä kärkeä, joiden avulla neljä eri käyttäjää voi työskennellä samalla pinnalla samanaikaisesti.
Näitä vinkkejä käytetään pienten sähköimpulssien toimittamiseen ajoneuvoihin - joista jokainen koostuu vain muutamasta sadasta atomista - niiden ohjaamiseksi kulta-atomeista valmistetun kilparadan ympärillä. Jokaisen nanocarin kemiallinen rakenne on suunniteltu erityisesti siten, että näiden pulssien energia ajaa sitä eteenpäin, Joachim sanoi.
Kilpailun idea tuli vuonna 2013, mutta järjestäjien on kulunut yli kolme vuotta kilparadan suunnittelusta, STM: n mukauttamisesta kilpailuun ja joukkueiden suunnittelemaan nanorakenteensa.
Yhdeksän joukkuetta ilmoittautui alun perin osallistumaan, ja kuusi valittiin menemään eteenpäin kilpailun viimeisiin vaiheisiin. Vain neljä nanokarua voi osallistua päivälle, joten parhaiten valmistellut joukkueet valitaan vähän ennen kilpailua kilpailun järjestäjien mukaan. Toisin kuin muut moottoriurheilukilpailut, joukkueilla ei ole palkintorahoja; tutkijat vain kilpailevat pokaalin ja kerskaamisoikeuksien puolesta.
Kilpailun ytimessä olevalla tekniikalla on mahdollisesti muuntavia sovelluksia aloilla aina lääketieteestä mikroelektroniikkaan. Joachim sanoi, että elektroniikan kehitys on perinteisesti tukeutunut komponenttien, kuten transistorien, jatkuvasti lisääntyvään pienentämiseen, ja tämän suuntauksen jatkaminen vaatii lopulta kykyä rakentaa laitteita atomeittain.
Tämä tekninen todellisuus voi olla kaukana ja molekyylikoneiden lopullista potentiaalia on vaikea ennustaa, mutta kilpailu auttaa vastaamaan tärkeisiin kysymyksiin niiden kestävyydestä STM: n kestäville pulsseille ja kyvystä koordinoida useita laitteita samassa pinta, Joachim lisäsi.
"Yksi oppitunti on, voimmeko todella laittaa neljä erilaista molekyyliä samalle pinnalle ja ajaa niitä samalle pinnalle?" hän sanoi. "Tätä ei ole koskaan tehty ennen, joten opimme koneet, ohjelmistot ja tekniikan, jonka avulla voimme tehdä sen."
