11月1日消息,据ScienceDaily报道,科学家开发出一种以电能直接驱动的新型分子马达,其设计灵感来自有记载以来最古老的机械之一——阿基米德螺旋泵。
这台分子尺度的“螺旋泵”工作方式是:让电子流经一个专门设计的螺旋形分子,电流通过时分子随之旋转;切换电压方向,马达的旋转方向也随之反转。传统阿基米德螺旋用水流向上输水,而这里的“水流”换成了电子。
技术脉络上,2011年研究者首次实现电驱动分子马达,但当时的设计只能在表面上运作,且依赖扫描隧道显微镜(STM)针尖来驱动。新设计将马达悬置于两个金电极尖端之间,直接以电流驱动,摆脱了针尖限制,被视为朝“最小尺度可用机器”目标的重要一步。
分子机器领域的长期愿景是在分子层面实现可控运动:自然界中细胞内的分子马达(如驱动蛋白、ATP合酶)利用能量产生定向运动;人工分子马达研究则自20世纪末起步,相关工作曾获2016年诺贝尔化学奖。
电驱动单分子马达的意义在于提供了一种可寻址、可换向的能量输入方式,未来若与分子电子器件、纳米机器人及可控分子开关结合,可为化学传感器与分子级传动提供基础元件。该成果的作者机构等细节以ScienceDaily原文报道为准。
(来源:ScienceDaily)
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