美意兩國聯合研制首例光能驅動納米發動機 (2006-02-08)
發布時間:2007-12-04
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據PhysOrg網2006年1月24日消息,意大利博洛尼亞大學和美國加州大學洛杉機分校的研究人員經過六年多的努力,聯合研制出世界第一款太陽能納米發動機。
研究人員對這款太陽能納米發動機充滿希望。加州大學洛杉機分校的納米化學家佛萊責?斯托特教授認為,這樣的發動機能夠操控納米閥,如果在閥門表面覆蓋多孔硅基的納米微粒,科學家可以將抗癌藥物分子填充在孔洞中,以及從孔洞中清除。當醫生將納米微粒靶向定位于腫瘤患處后,可以通過光觸發來定點釋放抗癌藥物。
博洛尼亞大學化學教授維耶羅?布萊則尼認為,這種十億分之一米級的引擎通過類似活塞的往復運動,能夠讀取0或1這樣的數據,這項分子光子學和電子學領域的研究將幫助科學家構建化學計算機。
據介紹,這款新型納米發動機形狀似啞鈴,約6納米長,中間纏繞著約1.3納米寬的環。這個環能夠在啞鈴的桿部上下運動,但被兩端大的啞鈴頭部擋住。啞鈴桿部有兩個成環位點。當啞鈴頭部一端吸收太陽光后,就會傳遞電子,激活成環位點并驅動環向另一側慢慢移動。當電子傳遞回頭部后,環又重新回到起始位點,下一輪新的往復運動又可以開始。斯托特教授介紹說,這種納米發動機的運動非常快,一次完整的循環還不到千分之一秒,與汽車引擎每分鐘60,000轉的速度相當。
亞利桑那州立大學的化學家迪文思?格斯特認為,這種分子發動機的突出特點是,運行并不需要燃料。以前,包括生物引擎在內的發動機都需要燃料,而這套系統的能量直接來源于光,不用消耗燃料也不會產生有害廢物,這是化學家在分子機械研究領域邁出的重要一步。
目前,這種新型納米發動機的運轉還處在隨機狀態,相互之間獨立而且沒有條理,還不能在實際中應用。研究人員正在努力試驗讓納米發動機有序地移動到表面,以及進入膜表面,使之能協調工作并完成肉眼可見的機械工作任務。