محققان آلماني و اسپانيايي با استفاده از پديدهاي به نام رزونانس تصادفي موفق به استخراج انرژي مفيد از نويزهاي محيطي شدند.
يک مولکول هيدروژن به تنهايي براي به حرکت درآوردن جسمي با جرمي بيشتر از خود مولکول هيدروژن بکار گرفته شد.
آزمايشات انجام گرفته شامل بکارگيري نوک يک ميکروسکوپ نيروي اتمي نصب شده بر روي پايه ارتجاعي فنرمانند است که با استفاده از نويزهاي محيطي ماشينهاي نانومتري يا حتي بزرگتر را بکار مياندازد.
رزونانس تصادفي يا اتفاقي در سيستمهاي پيچيده بويژه در موجودات زنده بعنوان پمپاژکننده انرژي بسيار شناخته شده است. اين پديده سيگنالهاي دورهاي ضعيف را با استفاده از سيگنالهاي نويز در محيط اطراف که ناشي از نوسانات اتفاقي در سيستم است، تقويت ميکند. اين نوسانات که در همه جا يافت ميشوند، ميتوانند از تغييرات دما يا حرکت الکترونها و فوتونها ناشي شوند.
دانشمندان درصددند تا اين قابليت در طبيعت را براي جمعآوري انرژي از نويزهاي اتفاقي مشابهسازي کنند. در حال حاضر «خوزه پاسکواِل» و همکارانش در دانشگاه Freie برلين و CIC nanoGUNE سن سباستين براي دستيابي به اين هدف گامهايي رو به جلو برداشتهاند و نشان دادهاند که حرکات تصادفي يک مولکول در حال لرزش هيدروژن ميتواند براي به حرکت در آوردن يک پايه مکانيکي استفاده شود.
مولکولي که در حال حرکت تصادفي است، حين نزديک شدن به نوک (رنگ قرمز) تمايل به صرف زمان بيشتري را در فشار دادن نوک به بالا نشان ميدهد. در حالتي که نوک بالاتر قرار گرفته است، مولکول نويز با تغيير به وضعيت ديگر (رنگ آبي) نوک را تحت اثر کمتري قرار ميدهد. اين تغييرات دورهاي نيرو روي نوک حرکت آن را سبب خواهد شد.
اين محققان از حسگر يک ميکروسکوپ نيروي اتمي بصورت يک نوک نصب شده روي پايه فنرمانند ارتجاعي کوارتز استفاده کردند. سپس يک مولکول هيدروژن را بين نوک و صفحه مسي قرار داده و ولتاژ ناچيزي (در حدود 0.1V) بين نوک و صفحه اعمال کردند. اين ولتاژ ناچيز سبب ميشود که اتم هيدروژن بصورت تصادفي بين دو موقعيت تغيير مکان داده و متعاقبا پايه شروع به نوسان کند.
«پاسکواِل» در اين رابطه گفت: ما بر اين باوريم که پايه به علت رزونانس تصادفي ناشي از حرکت مداوم و تصادفي اتم هيدروژن و حرکت تناوبي نوسانگر مکانيکي براي تشديد انتقال انرژي از مولکول به پايه به حرکت درميآيد. حرکت تصادفي مولکول هيدروژن بطور فزايندهاي نيروهايي در مقياس نانو به نوک ميکروسکوپ وارد کرده و آن را به نوسان وادار ميکند.
وي همچنين افزود: در تحقيق حاضر مولکول هيدروژن به واسطه ولتاژ الکتريکي به حرکت در آمده، ولي در حال حاضر نميتوان گفت که اين حرکت نميتواند ناشي از ساير منابع انرژي نظير نور باشد. مشاهدات اين گروه تحقيقاتي ميتواند براي طراحي موتورهاي مولکولي مورد استفاده واقع شود.