第一个分子机器组合揭示

 作者:独孤桌哩     |      日期:2017-10-01 07:08:47
Stu Hutson(图片来源:Kazushi Kinbara)它扭曲和游泳 ​​- 其他很少 - 但是两个分子机器的第一个组合是通向纳米装置的漫长道路上的重要一步,例如,在我们的细胞内执行修复功能 Kazushi Kinbara说:“下一步是将多个分子机器整合到更大的设备中”,他与日本东京大学的同事一起开发了这种小型装置 “该项目目前正在进行中”过去十年的研究已经产生了大量的纳米级小部件 - 从350原子螺旋桨到升高2.5纳米的电梯但几乎所有这些都是原则的证明,并且很少或根本没有实际使用 “这些类型结构中只有一种的运动是研究人员花费数年的时间,”1999年在波士顿学院建立分子马达的罗斯凯利说 “加入两个移动的部件,实际上让它们一起工作,是一个相当大的成就”团队分子机器的第一部分有点像一把钳子(见图)但打开结构中央X形的一端不会扩大另一端相反,两端的两个叉子扭转,直到它们与原始位置成90°这种扭曲取决于一对作为分子球轴承的铁基分子打开和关闭动作由暴露于紫外线和可见光提供动力紫外线导致两个钳子“手柄”之间串联的一对双键氮原子扭结,关闭它们暴露在可见光下会使粘合剂脱开,将其打开机器的后半部分是悬挂在X的另一侧的叉子之间的一对鳍状踏板由于曝光引起的扭转运动导致踏板翻转,就像玩具潜水员的鳍状肢一样研究人员说,结果是一个分子机器的第一个例子可控地驱动另一个分子机器的动作科学和科幻小说一直想象着这样微小的装置会在一天内产生令人惊叹的结果 - 无论是动脉清洁纳米机器人还是失控的灰色粘性生产者然而,分子机器的机制非常复杂它依赖于化学键和纳米级力的动力学,与大型机械设备(如汽车)中相对直接的工程原理相关此外,磁力变得比重力更重要,最强烈的“焊接”是一种化学键,可以被附近的分子撕开但也许最大的挑战是这些设备通常不是一次构建一个分子相反,诸如这种新机器的机器是通过溶液中的一系列化学反应产生的,这些化学反应一次组装数十亿个单元 “在你最终完成了一项非常困难的任务,即为一个能完成特定任务的分子制作球棒模型之后,你将面临构建它的更加困难的挑战,”大学的纳米技术专家Josef Michl说科罗拉多州然而,研究人员每年都在变得更好,这是一项挑战 Kinbara预计他的工作将在短短五年内完成复杂的分子机器复杂分子设备的一些首次应用可能是微流体或非常小规模的电气系统 “最终产品将在50年后推出,我们不知道,”米歇尔说 “我们还处于起步阶段最终,杀手级应用程序将成为我们尚未想到的东西“期刊参考:自然(DOI: