來自法國和俄亥俄(é)州(zhōu)立大學的研究人員已經(jīng)合作了一個新的(de)項目,並且創造出第一台(tái)能夠順時針和(hé)逆時針(zhēn)旋轉的分子發動機。
工程師們夢(mèng)想(xiǎng)著單分子製造的馬達(dá)能夠開啟分(fèn)子水平的機器生產。然而,單單是根據較大的發動機建造模型也是極其困難的(de)。現在,來自(zì)法國和俄亥俄州立大 學的研究人員已經合作了一個新的項目,並且創(chuàng)造出第一台能夠順時針和逆時針旋(xuán)轉的分子發(fā)動機(jī)。這個(gè)項目的首席作者之一克裏斯蒂安-喬希姆說道:“要創造一 台可以工作的(de)分(fèn)子發動機必(bì)須要從基礎開始,並且(qiě)忘記(jì)宏觀規模的發動機。”
這(zhè)種分子發動機有1納米高(gāo)、2納米寬。轉子含有5根鐵質輻條,其中 一根(gēn)比其它的要短,而且在旋轉(zhuǎn)的時候很(hěn)容易察(chá)覺。這種分子發動機使用了一種名為非彈性電子隧道效應的量子機(jī)械過程,在這個過程中(zhōng)射向分子的電子在轉移(yí)的過 程中失(shī)去(qù)了一部分能量,產生的振動就會轉動轉子。而(ér)且(qiě)它們的轉子即使在零下316華氏度下也能夠進行旋轉。一台掃描式隧道顯微鏡在分子發動機上方盤旋,通(tōng) 過刺激分子發動機(jī)的不同部分來測試它的性能。
研究人員發現他們能夠通過將能量集(jí)中到微型(xíng)發(fā)動機的不同部分來控製它的旋轉。比如說,以較長的 每一根輻條為目標都會導致逆時針旋轉,而以較短的那根輻條則會導致順時針(zhēn)旋轉。喬希姆說道:“這種(zhǒng)發動機是分子概念的,它的目(mù)標是改(gǎi)善我(wǒ)們對於單分子旋轉 驅動的認知。”研究人員現在專注於實(shí)現兩個目標:一是將(jiāng)這種發動機連接(jiē)到納米級別(bié)的齒輪上,另外一個是將它安裝到一種納米級的分子小(xiǎo)汽車上來(lái)為它提供(gòng)能量。
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