Pada akhir 1800-an, Perancis menjadi tuan rumah perlumbaan motor kompetitif pertama di dunia, dan sekarang, negara akan menetapkan pentas untuk revolusi seterusnya dalam sukan bermotor: bangsa "nanokar" pertama.
Empat pasukan akan melancarkan kenderaan kecil yang diperbuat daripada satu molekul di The National Center for Scientific Research (CNRS) di Toulouse pada 28 April. Pertandingan ini akan disiarkan secara langsung di YouTube untuk peminat kedua-dua motorsports dan sains canggih.
Selain memaparkan cermin, persaingan ini bertujuan untuk menunjukkan keupayaan yang semakin meningkat dari mesin molekul yang dipanggil. Tiga ahli akademik Eropah memenangi Hadiah Nobel 2016 dalam kimia kerana menunjukkan keupayaan untuk mereka bentuk dan membina peranti pada tahap molekul yang berfungsi seperti mesin tradisional dengan menukar tenaga input ke dalam kerja mekanikal.
Beberapa nanokar yang mengambil bahagian dalam perlumbaan mempunyai tata letak yang sama dengan reka bentuk kereta konvensional, tetapi yang lain meniru pergerakan sesuatu yang berbeza-beza seperti ulat, hoverkraf dan kincir angin. Christian Joachim, seorang penyelidik kanan di CNRS dan pengarah Perlumbaan NanoCar, memberitahu Live Science penganjur berminat untuk mengekalkan semangat inovatif sukan motorsport awal.
"Pada tahun 1894, perlumbaan kereta pertama telah dianjurkan antara Paris dan Rouen dan jika anda melihat dengan teliti, mereka membuat keputusan pada masa itu untuk memastikan semua jenis pendorong," katanya. "Di dalam persaingan kami, tiga kereta dari tiga pasukan yang berlainan mempunyai roda, casis, perkara seperti itu, tiga adalah tidak seperti itu. Kami menerima pelbagai reka bentuk molekul yang besar untuk tujuan memahami apa yang paling berkesan."
Perlumbaan ini dimungkinkan oleh mikroskop terowong pengimbasan yang satu-of-a-jenis (STM). STM membolehkan penyelidik untuk imej dan memanipulasi atom individu menggunakan hujung metalik ultrafine, tetapi peranti yang ditempatkan di CNRS mempunyai empat petua, yang membolehkan empat pengguna berbeza bekerja pada permukaan yang sama serentak.
Petua ini akan digunakan untuk menyampaikan denyutan elektrik kecil ke kenderaan - masing-masing terdiri daripada beberapa ratus atom - untuk memberi kuasa kepada mereka di sekitar racecourse yang diperbuat daripada atom emas. Struktur kimia setiap nanocar telah dirancang khusus supaya tenaga dari denyut ini mendorongnya ke hadapan, kata Joachim.
Idea bagi pertandingan itu datang pada tahun 2013, namun ia telah mengambil masa lebih daripada tiga tahun untuk penganjur untuk merekabentuk litar kuda, menyesuaikan STM untuk perlumbaan dan untuk pasukan mereka bentuk nanokar mereka.
Sembilan pasukan pada mulanya memohon untuk mengambil bahagian, dan enam dipilih untuk maju ke peringkat akhir perlumbaan. Hanya empat nanokar yang akan dapat mengambil bahagian pada hari ini, jadi pasukan terbaik yang disediakan akan dipilih tidak lama sebelum perlumbaan, menurut penganjur perlumbaan. Tidak seperti pertandingan sukan bermotor yang lain, tidak ada hadiah wang yang dipertaruhkan untuk pasukan; para penyelidik hanya bersaing untuk mendapatkan trofi dan hak bercakap besar.
Teknologi di tengah-tengah perlumbaan ini mempunyai aplikasi transformatif yang berpotensi dalam medan dari bidang perubatan hingga mikroelektronik. Kemajuan dalam bidang elektronik secara tradisinya bergantung pada pengurangan komponen yang semakin meningkat seperti transistor, kata Joachim, dan meneruskan trend ini akhirnya memerlukan keupayaan untuk membina atom peranti oleh atom.
Realiti teknologi ini mungkin jauh dan sukar untuk meramalkan potensi muatan mesin molekul, tetapi perlumbaan akan membantu menjawab soalan-soalan penting mengenai ketahanan mereka terhadap pulangan yang berterusan dari STM dan keupayaan untuk menyelaraskan pelbagai peranti pada masa yang sama permukaan, tambah Joachim.
"Satu pengajaran yang akan kita pelajari adalah, bolehkah kita meletakkan empat molekul berbeza di permukaan yang sama dan memacu mereka di permukaan yang sama?" katanya. "Ini tidak pernah dilakukan sebelum kita belajar jentera, perisian, teknologi yang membolehkan kita melakukan itu."
