工程師夢dream以求的是一種可以啟動分子級機器生產(chǎn)的單分子電動機。
但是,僅基于大型引擎構建模型非常困難。
現(xiàn)在,法國和俄亥俄州立大學的研究人員合作進行了一個新項目,并創(chuàng)建了第一個能夠順時針和逆時針旋轉的分子引擎。
該項目的主要作者之一克里斯蒂安·喬阿希姆(Christian Joachim)表示:“要創(chuàng)建一個有效的分子引擎,您必須從基礎開始,而不必考慮宏觀引擎。
“該分子引擎高1納米,寬2納米。
轉子包含5個鐵制輻條,其中一個比另一個更短,旋轉時很容易檢測到。
這種分子引擎使用稱為非彈性電子隧穿效應的量子力學過程。
在此過程中,發(fā)射到分子的電子在傳遞過程中損失了部分能量,并且由此產(chǎn)生的振動將使轉子轉動。
它們的轉子甚至可以在零下316華氏度下旋轉。
掃描隧道顯微鏡懸停在分子馬達上方,并通過刺激分子馬達的不同部分來測試其性能。
研究人員發(fā)現(xiàn),他們能夠通過將能量集中在微型發(fā)動機的不同部分上來控制微型發(fā)動機的旋轉。
例如,以每個較長的輻條為目標將導致逆時針旋轉,而以較短的輻條為目標將導致順時針旋轉。
Joachim說:“此引擎是一個分子概念,其目的是增進我們對單分子旋轉驅動的理解。
“研究人員現(xiàn)在專注于實現(xiàn)兩個目標:一個是將該引擎連接到納米級齒輪,另一個是將其安裝在納米級分子汽車上以為其提供能量。