驚嘆：僅1納米寬單分子電動(dòng)馬達(dá)問(wèn)世

       美國(guó)塔夫斯大學(xué)文理學(xué)院化學(xué)家用單個(gè)丁基甲基硫醚分子，制造出世界上第一個(gè)電動(dòng)分子馬達(dá)，其旋轉(zhuǎn)方向和速率都能實(shí)時(shí)監(jiān)控，有望為醫(yī)療、工程等領(lǐng)域的微型器械提供動(dòng)力。研究論文發(fā)表在9月4日的《自然-納米技術(shù)》上。

　　該電動(dòng)分子馬達(dá)僅1納米寬，打破了現(xiàn)有最小馬達(dá)200納米的世界紀(jì)錄，研究人員正為該馬達(dá)申請(qǐng)吉尼斯世界紀(jì)錄。馬達(dá)的主要部件是丁基甲基硫醚分子，它的硫基能吸附在銅板表面，剩下5個(gè)烴基就像硫基的兩條不對(duì)稱手臂，一邊有4個(gè)而另一邊有1個(gè)，用低溫掃描隧道顯微鏡上面的金屬針給它提供一個(gè)電荷，兩條碳鏈就能圍繞硫銅連接點(diǎn)自由旋轉(zhuǎn)。顯微鏡的金屬針作為一個(gè)電極，負(fù)責(zé)向分子輸送電流，引導(dǎo)分子旋轉(zhuǎn)方向。

　　論文作者之一、塔夫斯大學(xué)化學(xué)副教授E-查爾斯-H-塞克斯介紹說(shuō)，要把單個(gè)分子作為一個(gè)分子機(jī)器的組成部分，必須給單個(gè)分子接上外加電源，讓它按照規(guī)定的方向運(yùn)動(dòng)。目前盡管已有一些理論方案，但真正的電動(dòng)分子馬達(dá)一直未能制造出來(lái)�！拔覀�?cè)斐隽说谝粋�(gè)由光和化學(xué)反應(yīng)來(lái)供電的分子馬達(dá)，讓它有目的而不是隨機(jī)地做些事情。”

　　研究小組還能通過(guò)溫度控制，直接影響分子的旋轉(zhuǎn)速度，分子的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)速率可以實(shí)時(shí)監(jiān)控。他們發(fā)現(xiàn)，5開(kāi)氏度（約-268攝氏度）是馬達(dá)運(yùn)動(dòng)的最理想溫度。在高溫下馬達(dá)旋轉(zhuǎn)太快，難以測(cè)量和控制它的轉(zhuǎn)速。

　　研究人員還指出，盡管電動(dòng)分子馬達(dá)有很多實(shí)際應(yīng)用，但還要解決溫度方面的難題才能更好地控制它的轉(zhuǎn)動(dòng)。塞克斯說(shuō)：“如果能更好地控制溫度，讓馬達(dá)在合適溫度下運(yùn)轉(zhuǎn)，它就能在傳感器、微管設(shè)備等醫(yī)療器械中發(fā)揮實(shí)際作用。在微觀領(lǐng)域，液體對(duì)管壁的摩擦力會(huì)變得很明顯，如果管壁裝上馬達(dá)，就能促進(jìn)液體順暢流通。如果把分子運(yùn)動(dòng)和電信號(hào)連接在一起，還能在納米電路中產(chǎn)生微小的傳動(dòng)作用，這種傳動(dòng)可用于手機(jī)等產(chǎn)品的微型延遲線中。”