京都大学理科研究所小野照雄教授的研究团队利用超分子创造了一种人造分子马达,并通过重新排列分子之间的键来实现反向旋转马达的操作。分子马达用于单细胞生物的运动,是生命活动必不可少的。以此为线索,制造人工分子马达并使其成为纳米级机器的组成部分是纳米技术的一个大梦想。

 本研究的特点是使用了超分子物质。普通分子通过共价键连接,其中原子彼此牢固结合。此外,具有高级结构的分子通过组装多个分子形成弱键(例如氢键)而成为超分子。目前制造的分子马达都是由强键组成,一旦制造出来,结构就不能重新排列,旋转方向也很难控制。另一方面,由超分子器件组成的分子马达可以相对容易地重组。使用的材料是卟啉衍生物,一种形成氢键的板状分子。通过将金属原子插入板中心的孔中,它可以围绕它旋转。此外,我们通过重新排列氢键成功地改变了旋转方向。 

 生物体所拥有的分子马达,其结构比人造马达更为复杂,其运作细节尚不清楚。对人工分子马达的研究可能为解开这一谜团提供线索。不仅如此,我们的目标是通过制造和组合多个部件来构建更复杂、更先进的纳米级机器。 实现科幻小说中出现的微型机器的提示可能就在生活中。

资料来源:【京都大学】人工分子马达旋转方向的超分子控制-开启柔性纳米机器量产之路-

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