في أواخر القرن التاسع عشر ، استضافت فرنسا أول سباق سيارات تنافسي في العالم ، والآن ، ستهيئ البلاد الطريق للثورة القادمة في رياضة السيارات: أول سباق "نانوكار" على الإطلاق.
ستتنافس أربعة فرق على مركبات صغيرة مصنوعة من جزيء واحد في المركز الوطني للبحث العلمي (CNRS) في تولوز في 28 أبريل. وستُبث المسابقة مباشرة على YouTube لمحبي رياضة السيارات والعلوم المتطورة.
بصرف النظر عن عرض المشهد ، تهدف المنافسة إلى إظهار القدرات المتزايدة لما يسمى بالآلات الجزيئية. فاز ثلاثة أكاديميين أوروبيين بجائزة نوبل في الكيمياء لعام 2016 لإثبات القدرة على تصميم وبناء الأجهزة على المستوى الجزيئي التي تعمل مثل الآلات التقليدية من خلال تحويل طاقة المدخلات إلى أعمال ميكانيكية.
العديد من السيارات النانوية المشاركة في السباق لها تصميم مماثل لتصميمات السيارات التقليدية ، ولكن البعض الآخر يحاكي حركة أشياء متنوعة مثل اليرقات والطوافات والطواحين الهوائية. أخبر كريستيان يواكيم ، الباحث الأول في CNRS ومدير سباق NanoCar ، Live Science أن المنظمين حريصون على الحفاظ على الروح المبتكرة لرياضات السيارات المبكرة.
وقال "في عام 1894 ، تم تنظيم أول سباق سيارات على الإطلاق بين باريس وروان ، وإذا نظرت بعناية ، فقد قرروا في ذلك الوقت الحفاظ على جميع أنواع الدفع". "في منافسينا ، ثلاث سيارات من ثلاثة فرق مختلفة لديها عجلات ، وهيكل ، وأشياء من هذا القبيل. ثلاث منها ليست مثل هذا. لقد قبلنا تنوعًا كبيرًا في التصميمات الجزيئية عن قصد لمحاولة فهم أفضل ما يمكن عمله"
أصبح السباق ممكناً بواسطة مجهر مسح نفقي فريد من نوعه (STM). يسمح STM للباحثين بتصوير الذرات الفردية ومعالجتها باستخدام طرف معدني متناهي الصغر ، لكن الجهاز الموجود في CNRS لديه أربع نصائح ، مما يسمح لأربعة مستخدمين مختلفين بالعمل على نفس السطح في وقت واحد.
سيتم استخدام هذه النصائح لتوصيل نبضات كهربائية صغيرة إلى المركبات - تتكون كل منها من بضع مئات فقط من الذرات - لتشغيلها حول مضمار سباق مصنوع من ذرات الذهب. وقال يواكيم إن التركيب الكيميائي لكل نانوكار تم تصميمه خصيصًا بحيث تدفعه الطاقة من هذه النبضات إلى الأمام.
جاءت فكرة المسابقة في عام 2013 ، ولكن استغرق المنظمون أكثر من ثلاث سنوات لتصميم مضمار السباق ، وتكييف STM للسباق ، وللفرق لتصميم سياراتهم النانوية.
تقدمت تسعة فرق في البداية للمشاركة ، وتم اختيار ستة للمضي قدمًا إلى المراحل النهائية من السباق. سيتمكن أربعة نانو فقط من المشاركة في اليوم ، لذلك سيتم اختيار أفضل الفرق استعدادًا قبل السباق بوقت قصير ، وفقًا لمنظمي السباق. على عكس مسابقات رياضة السيارات الأخرى ، لا توجد جوائز مالية للفرق ؛ يتنافس الباحثون فقط على الكأس وحقوق المفاخرة.
التكنولوجيا في قلب السباق لها تطبيقات تحويلية محتملة في مجالات تتراوح من الطب إلى الإلكترونيات الدقيقة. وقال يواكيم إن التطورات في مجال الإلكترونيات تعتمد بشكل تقليدي على التصغير المتزايد باستمرار لمكونات مثل الترانزستورات ، وسيستمر هذا الاتجاه في نهاية المطاف في القدرة على بناء الأجهزة بذرة.
قد يكون هذا الواقع التكنولوجي بعيدًا جدًا ومن الصعب التنبؤ بالإمكانيات النهائية للآلات الجزيئية ، لكن السباق سيساعد في الإجابة عن أسئلة مهمة حول متانة نبضاتها المستديمة من STM والقدرة على تنسيق أجهزة متعددة على نفس وأضاف يواكيم.
"درس واحد سنتعلمه ، هل يمكننا حقًا وضع أربعة جزيئات مختلفة على نفس السطح ودفعها على نفس السطح؟" هو قال. "لم يحدث هذا من قبل ، لذلك سنتعلم الآلات والبرمجيات والتكنولوجيا التي تمكننا من القيام بذلك."
