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據美國物理學家組織網9月5日（北京時間）報道，美國塔夫斯大學文理學院化學家用單個丁基甲基硫醚分子，制造出世界上第一個電動分子馬達，其旋轉方向和速率都能實時監控，有望為醫療、工程等領域的微型器械提供動力。研究論文發表在9月4日的《自然-納米技術》上。 該電動分子馬達僅1納米寬，打破了現有最小馬達200納米的世界紀錄，研究人員正為該馬達申請吉尼斯世界紀錄。馬達的主要部件是丁基甲基硫醚分子，它的硫基能吸附在銅板表面，剩下5個烴基就像硫基的兩條不對稱手臂，一邊有4個而另一邊有1個，用低溫掃描隧道顯微鏡上面的金屬針給它提供一個電荷，兩條碳鏈就能圍繞硫銅連接點自由旋轉。顯微鏡的金屬針作為一個電極，負責向分子輸送電流，引導分子旋轉方向。 論文作者之一、塔夫斯大學化學副教授E-查爾斯-H-塞克斯介紹說，要把單個分子作為一個分子機器的組成部分，必須給單個分子接上外加電源，讓它按照規定的方向運動。目前盡管已有一些理論方案，但真正的電動分子馬達一直未能制造出來。“我們造出了第一個由光和化學反應來供電的分子馬達，讓它有目的而不是隨機地做些事情。” 研究小組還能通過溫度控制，直接影響分子的旋轉速度，分子的旋轉方向和旋轉速率可以實時監控。他們發現，5開氏度（約-268攝氏度）是馬達運動的最理想溫度。在高溫下馬達旋轉太快，難以測量和控制它的轉速。 研究人員還指出，盡管電動分子馬達有很多實際應用，但還要解決溫度方面的難題才能更好地控制它的轉動。塞克斯說：“如果能更好地控制溫度，讓馬達在合適溫度下運轉，它就能在傳感器、微管設備等醫療器械中發揮實際作用。在微觀領域，液體對管壁的摩擦力會變得很明顯，如果管壁裝上馬達，就能促進液體順暢流通。如果把分子運動和電信號連接在一起，還能在納米電路中產生微小的傳動作用，這種傳動可用于手機等產品的微型延遲線中。” 《科技日報》 |
