Физики заставили спиральную молекулу двигаться в нужном направлении, пропуская через неё электрический ток. Когда меняли полярность напряжения, молекула вращалась в противоположную сторону. После определённого напряжения ток через систему резко возрастал.
В эксперименте использовали гелицен — молекулу со спиральной структурой. Её зажали между двумя золотыми электродами и подали напряжение. Молекула начала циклически переходить между положениями, всегда вращаясь в одну сторону. Смена полярности разворачивала движение в обратную сторону.
Расчёты показали механизм происходящего. Электрический ток создаёт силы, которые скручивают молекулу. При низком напряжении молекула перепрыгивает между соседними устойчивыми положениями. Выше порогового значения начинается непрерывное вращение.
При вращении меняются электрические свойства конструкции. В покое гелицен занимает положения с низкой проводимостью. Во время вращения молекула проходит через конфигурации, которые пропускают ток намного лучше. Это объясняет, почему ток через контакт возрастает.
Авторы смогли менять порог механически. Они растягивали или сжимали молекулу, изменяя расстояние между электродами. С изменением геометрии менялось и напряжение, при котором ток начинал расти. Одна молекула одновременно работает как механическая деталь и как элемент электрической цепи.
Принцип сравним с винтом Архимеда — спиралью, которую тысячелетия использовали для перемещения воды. В молекулярной версии поток электронов создаёт крутящий момент и заставляет спираль двигаться. Для молекулярной электроники ценна возможность менять проводимость через движение единственной молекулы.
Пока это лабораторный результат. Непрерывное вращение после порогового напряжения предсказано расчётами, но не полностью подтверждено экспериментально. Тем не менее работа демонстрирует общий принцип: электрический ток может одновременно вращать молекулу в нужном направлении и менять проводимость контакта.
