據(jù)國外媒體報道,分子機器是納米研究領(lǐng)域的重點。最近,美國德克薩斯州的科學(xué)家成功研制出了只有人體頭發(fā)直徑五萬分之一大小的汽車“Nanodragster”。這輛世界上最小的汽車為研發(fā)未來新一代分子機器鋪平了道路。這項重要成果的研究報告發(fā)表在了最新一期的美國《有機快報》雙周刊上。
新型納米汽車Nanodragster的成功研制將在未來計算機電路和其它電子元件的制造中發(fā)揮作用
據(jù)報道,Nanodragster比之前設(shè)計的納米車—NanoCar小得多,而且性能也比NanoCar好。研制Nanodragster的詹姆斯·托爾和凱文·凱利注意到,控制小分子運動的能力對于改進分子機器的性能非常重要,分子機器的研制可能對未來制造計算機電路和其他電子元件方面很有價值。
近年來,科學(xué)家在設(shè)計納米級車輛方面取得了很大的進步,其中包括裝有巴基球輪子的NanoCar。“巴基球”是由60個碳原子構(gòu)成的納米級球狀分子,具有很多新奇特性。NanoCar的尺寸約為4x3納米,不到頭發(fā)絲直徑的1/20000,卻有四個球形輪子,還擁有完整的底盤和輪軸。托爾等人當(dāng)時預(yù)計,NanoCar的主要功能是讓NanoCar承載有效載荷從A點移動到B點。
NanoCar暴露在高溫或電場梯度環(huán)境中可以快速行駛,但人們對它的運動控制是有限的。這些缺點導(dǎo)致NanoCar不能被廣泛使用,其最大的限制因素是缺乏用于研究運動和能力范圍的納米工具。新的微型汽車Nanodragster解決了這些問題。Nanodragster車前端有一個小軸,車輪用特殊材料制成,滾動比較容易。后輪仍然是由巴基球制成,但車軸較長,增強了表面附著力。托爾表示,Nanodragster與普通納米汽車相比最大的優(yōu)勢是能在較低的溫度下運行,而且具有更好的靈活性,為研制更好的分子機器鋪平了道路,并加快了研制步伐。
科學(xué)家們解釋稱,分子機器指由分子尺度的物質(zhì)構(gòu)成、能行使某種功能的機器,其構(gòu)件主要是蛋白質(zhì)等生物分子。因其尺寸多為納米級,又稱生物納米機器,具有小尺寸、多樣性、自指導(dǎo)、有機組成、自組裝、準(zhǔn)確高效、分子柔性、自適應(yīng)、僅依靠化學(xué)能或熱能驅(qū)動、具有其它人造機器難以比擬的性能,因此研究分子機器具有重大意義,它可以促進生物學(xué)的發(fā)展,深入認(rèn)識蛋白質(zhì)分子機器機制,開發(fā)生物分子機器并促進仿生學(xué)發(fā)展。(騰訊科技)
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