比头发丝直径小1000倍的分子机器

在1999年，当费林加建造出第一个分子马达时，他用了若干妙计使得它只朝同一方向旋转，并保持此方向不变。正常情况下，分子的运动是随机的，一个旋转的分子向左与向右转动的概率大体相同。但费加林通过机械构建，设计出了一种分子，让其只朝一个特定方向旋转（图6）。

分子由两个小旋翼叶片般的结构组成，它们是两个平面的化学结构，由一对碳碳双键连接。每个叶片分别与一个甲基相连，它们和叶片一起如同棘轮般运作，迫使分子朝同一方向转动。当分子被暴露在紫外线脉冲下时，一个旋翼叶片围绕中心的双键翻跃了180度。接着，棘轮运转到位。当下一束脉冲到来时，叶片又再翻跃了180度。这个过程不断重复，分子就一圈圈按照相同方向旋转。

第一个分子马达的速度并不快，但费林加的研究组对其进行了优化。在2014年，马达的旋转速度达到了每秒1200万转。2011年时，研究组还制造了一个四轮驱动纳米车，一个分子底盘将四个马达联结在一起，当作车轮使用。当车轮旋转时，纳米车就在表面上向前行驶。

上一页  [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14]  下一页