美意两国联合研制首例光能驱动纳米发动机 (2006-01-27)
发布时间:2007-12-04
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据PhysOrg网2006年1月24日消息,意大利博洛尼亚大学和美国加州大学洛杉机分校的研究人员经过六年多的努力,联合研制出世界第一款太阳能纳米发动机。
研究人员对这款太阳能纳米发动机充满希望。加州大学洛杉机分校的纳米化学家佛莱责?斯托特教授认为,这样的发动机能够操控纳米阀,如果在阀门表面覆盖多孔硅基的纳米微粒,科学家可以将抗癌药物分子填充在孔洞中,以及从孔洞中清除。当医生将纳米微粒靶向定位于肿瘤患处后,可以通过光触发来定点释放抗癌药物。
博洛尼亚大学化学教授维耶罗?布莱则尼认为,这种十亿分之一米级的引擎通过类似活塞的往复运动,能够读取0或1这样的数据,这项分子光子学和电子学领域的研究将帮助科学家构建化学计算机。
据介绍,这款新型纳米发动机形状似哑铃,约6纳米长,中间缠绕着约1.3纳米宽的环。这个环能够在哑铃的杆部上下运动,但被两端大的哑铃头部挡住。哑铃杆部有两个成环位点。当哑铃头部一端吸收太阳光后,就会传递电子,激活成环位点并驱动环向另一侧慢慢移动。当电子传递回头部后,环又重新回到起始位点,下一轮新的往复运动又可以开始。斯托特教授介绍说,这种纳米发动机的运动非常快,一次完整的循环还不到千分之一秒,与汽车引擎每分钟60,000转的速度相当。
亚利桑那州立大学的化学家迪文思?格斯特认为,这种分子发动机的突出特点是,运行并不需要燃料。以前,包括生物引擎在内的发动机都需要燃料,而这套系统的能量直接来源于光,不用消耗燃料也不会产生有害废物,这是化学家在分子机械研究领域迈出的重要一步。
目前,这种新型纳米发动机的运转还处在随机状态,相互之间独立而且没有条理,还不能在实际中应用。研究人员正在努力试验让纳米发动机有序地移动到表面,以及进入膜表面,使之能协调工作并完成肉眼可见的机械工作任务。