根据发布在《自然纳米技术》上的研究，科学家们已经生产出历史上第一个功能性纳米级电动机。科学团队创造了一种DNA工程涡轮机，该涡轮机在纳米孔内以流体动力流动运行，纳米孔是固态氮化硅膜上的一个孔，尺寸只有一纳米。
这种小型电机可以成为未来研究应用的催化剂，例如创建分子工厂来生产有价值的化学物质，或者使用血液中的分子来识别癌症等疾病的医学探针。
慕尼黑工业大学的亨德里克·迪茨和代尔夫特理工大学的塞斯·德克尔对小型电机进行了实验工作。
Dietz是折纸DNA领域的世界权威。小型电机的涡轮机由三个叶片组成，总长度约为 72 个碱基对和 30 个双链 DNA 螺旋，由他的团队通过操纵 DNA 分子制成。
德克尔的实验室证明，涡轮机在施加电场时可以旋转。Aksimentiev的团队使用500万个原子的系统进行了全原子分子动力学模拟，以表征电机运行中涉及的物理事件。
该系统是实验中最简单的模型，可能会产生重要的发现。
Aksimentiev补充说：“从DNA折纸的角度来看，这是有史以来最大的模拟之一。
Aksimentiev 获得了德克萨斯州高级计算中心的领导资源分配，以支持他在 Frontera 上对中尺度生物系统的研究，Frontera 是美国最好的学术超级计算机，由美国国家科学基金会资助。
“Frontera在这项DNA纳米涡轮机工作中发挥了重要作用。我们在两到三周内获得了微秒级的模拟轨迹，而不是在较小的计算系统上等待一年或更长时间。大型模拟是在 Frontera 上使用大约四分之一的机器完成的;然而，这不仅仅是硬件，还有与TACC工作人员的互动。一旦我们有机会，充分利用资源是极其重要的，“阿克西门季耶夫说。
Aksimentiev还从NSF资助的圣地亚哥超级计算机中心和普渡大学Anvil的Expanse高级网络基础设施协调生态系统：服务与支持获得了这项研究的超级计算机分配。
“我们有多达 100 种不同的纳米电机系统需要模拟。我们必须在不同的条件下快速运行它们，而ACCESS超级计算机完美地协助了这一点。非常感谢NSF的支持 - 如果没有这些系统，我们将无法进行我们所做的科学研究，“Aksimentiev补充道。
运行DNA纳米涡轮机的成功借鉴了先前的研究，该研究也利用了Frontera和ACCESS超级计算机。根据这项研究，单个DNA螺旋是最小的电动机，能够以每分钟高达10亿转的速度旋转。
阿克西门季耶夫声称，DNA已经成为一种纳米级的建筑材料。
采用DNA作为构建块的另一个论点是它具有负电荷，这是创建电动机所必需的。
他进一步解释说：“我们想再现最壮观的生物机器之一——ATP合酶，它是由电场驱动的。我们选择用DNA来做我们的电机。
他补充说：“这项新工作是第一个可以控制转速和方向的纳米级电机。
它是通过改变固态纳米孔膜上的电场和转子周围流体中的盐浓度来实现的。
他说：“在未来，我们也许能够使用新的纳米级电动机合成分子，或者我们可以将其用作更大的分子工厂的元素，在那里东西可以移动。或者我们可以把它想象成软推进的载体，合成系统可以进入血液，一次探测一个分子或细胞。
阿克西门季耶夫总结道：“我们之所以能够做到这一点，是因为有了超级计算机。随着我们构建的系统的复杂性增加，超级计算机变得越来越不可或缺。它们是计算显微镜，在最终分辨率下可以看到单个原子的运动，以及它如何与更大的系统耦合。
