Nanovarikliai dar vadinami molekuliniais varikliais. Tai molekulinės mašinos, galinčios suktis. Prie nanovariklių galima priskirti ir bakterijų žiuželius – jiems sukantis bakterijos juda.
Kaip ir visiems varikliams, gamtoje egzistuojantiems taip pat reikia energijos. Jie daugiausia naudoja cheminę energiją, susidarančią skylant adenozin-5’-trifosfato (ATP) molekulei. ATP molekulės sintetinamos kiekvienoje ląstelėje. Vadinasi, kiekviena gyva ląstelė yra universalių „degalų“ talpykla.
Tokie biologiniai varikliai yra baltymų ar baltymų ir ribonukleorūgščių kompleksai. Vienas mažiausių gamtos sukurtų nanovariklių yra ATP sintazė. Šie miniatiūriniai varikliai gali sukurti labai didelę jėgą, pavyzdžiui, 100 pikoniutonų (vienas pikoniutonas lygus trilijonajai niutono daliai).
Iš pirmo žvilgsnio tai labai maža jėga, bet nereikia pamiršti, kokio dydžio yra šis variklis. Jei jis būtų kaip žmogus, jo sukuriama jėga būtų didesnė už nešančiosios raketos. Norint sukurti nanovariklius, kuriuos būtų galima naudoti konkrečiai užduočiai atlikti, pirmiausia reikia išsiaiškinti, kaip veikia gamtos sukurti molekuliniai varikliai.
Apie tai, kad galima sukurti molekulinius variklius, 1959 m. kalbėjo amerikiečių fizikas Richardas Feynmanas. Šiandien kuriami nanovarikliai, kuriuos varo ne tik cheminė, bet ir šviesos ar elektros energija. Šias viruso dydžio mašinas būtų galima naudoti kaip jutiklius, jie galėtų pernešti įvairias medžiagas ar „remontuoti“ ląsteles.
2000 m. amerikiečių mokslininkas Carlo Montemagno su kolegomis sukūrė nanovariklį, sudarytą iš baltymo molekulės ir nikelio, kuris veikė kaip propeleris. Jo dydis – vos 14 nanometrų, per minutę jis apsisukdavo 200 kartų. Vienas nanometras yra lygus vienai milijardinei metro daliai. Jei tokį variklį lygintume su metru, proporcijos būtų kaip krepšinio kamuolio ir Žemės rutulio.
2003 m. amerikiečių fizikas Alexas Zettlas sukūrė pirmąjį nanovariklį anglies nanovamzdelių pagrindu. 2011 m. JAV Charlie Sykeso komanda sukūrė vieno nanometro skersmens nanovariklį, varomą elektra.
Žmogaus sukurti nanovarikliai toli gražu dar neprilygsta gamtos sukurtiesiems. Jų efektyvumas kol kas labai mažas, o gamtos sukurtieji veikia beveik 100 proc. efektyvumu. Bet atrodo, kad pasaulis gyvena naujos technologijų revoliucijos išvakarėse.
