工程师梦dream以求的是一种可以启动分子级机器生产的单分子电动机。
但是,仅基于大型引擎构建模型非常困难。
现在,法国和俄亥俄州立大学的研究人员合作进行了一个新项目,并创建了第一个能够顺时针和逆时针旋转的分子引擎。
该项目的主要作者之一克里斯蒂安·乔阿希姆(Christian Joachim)表示:“要创建一个有效的分子引擎,您必须从基础开始,而不必考虑宏观引擎。
“该分子引擎高1纳米,宽2纳米。
转子包含5个铁制辐条,其中一个比另一个更短,旋转时很容易检测到。
这种分子引擎使用称为非弹性电子隧穿效应的量子力学过程。
在此过程中,发射到分子的电子在传递过程中损失了部分能量,并且由此产生的振动将使转子转动。
它们的转子甚至可以在零下316华氏度下旋转。
扫描隧道显微镜悬停在分子马达上方,并通过刺激分子马达的不同部分来测试其性能。
研究人员发现,他们能够通过将能量集中在微型发动机的不同部分上来控制微型发动机的旋转。
例如,以每个较长的辐条为目标将导致逆时针旋转,而以较短的辐条为目标将导致顺时针旋转。
Joachim说:“此引擎是一个分子概念,其目的是增进我们对单分子旋转驱动的理解。
“研究人员现在专注于实现两个目标:一个是将该引擎连接到纳米级齿轮,另一个是将其安装在纳米级分子汽车上以为其提供能量。