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研究人員設計出可控制的分子馬達

上網時間: 2013年01月16日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:分子馬達  奈米  量子電腦  穿隧顯微鏡  原子 

一個由美國俄亥俄州大學、新加坡A*Star以及法國國家科學研究中心的科學家們共同組成的跨國研究小組宣佈,成功設計出一種多組成的分子馬達,可實現順時針和逆時針方向的移動。研究人員們表示,這一突破性進展有助於為開發奈米級元件舖路,以實現從為量子電腦供電到清除動脈血栓的各種應用。

這個以美國俄亥俄州大學物理與天文學教授Saw Wai Hlam主導的科學家團隊宣稱,這項發明是首款具有多元件組成的分子馬達。該研究團隊的研究結果最近刊登在《自然奈米科技》(Nature Nanotechnology)期刊上。

科學家們展示,他們已經能從掃描穿隧顯微鏡尖端電子所產生的能量控制馬達運動。根據該研究顯示,這種分子馬達大約長2奈米、高1奈米,可在金質結晶表面上建構出來。

分子馬達結構
分子馬達結構
(圖片來源:Saw-Wai Hla)

研究人員表示,在零下315度的華氏溫度時,該分子馬達可經由熱激發獨立移動。當科學家冷卻樣本到零下450度時,分子馬達則會停止轉動。研究人員們選隨機在分子馬達的不同部份施加電量,則使其進行順時針或逆時針方向移動。

「如果我們想製作出一款採用這種馬達的實際裝置,我們可在表面上安裝電極,以製造出能量來源,」HLA說。

該研究同時由新加坡A*Star的Christian Joachim以及法國國家科學研究中心(CEMES/CNRS)的Gwenael Rapenne共同進行。該研究團隊表示,以一種釕原子設計一個連接其上移動元件的固定原子,可作為該分子馬達的「球軸承」。這種分子馬達上面具有五個鐵原子製造的臂環。研究人員們表示,透過讓這些鐵原子臂分別具有不同的長度,就能追蹤到機器的運動。在該元件上採用硫膠著原子後,可使分子馬達達得以在金質表面上保持直立。

科學家們現在打算用這個模型來構建出具有各種自動元件的先進機器,Hla說。

編譯:Susan Hong

(參考原文:Researchers design, control molecular motor,by Dylan McGrath)





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