京都大學理科研究所小野照雄教授的研究團隊利用超分子創造了一種人工分子馬達,通過重新排列分子間的鍵,實現了馬達反向旋轉的操作。分子馬達用於單細胞生物的運動,是生命活動不可缺少的。以此為暗示,製造人工分子馬達並將其製成納米級機器的組件是納米技術的一大夢想。

 這項研究的特點是它使用了超分子物質。普通分子通過共價鍵連接,其中原子彼此牢固結合。此外,具有高級結構的分子是通過將多個分子組裝成氫鍵等弱鍵而成為超分子的。迄今為止製造的分子馬達由強鍵組成,一旦製造出來,結構就無法重新排列,旋轉方向也難以控制。另一方面,由超分子物質組成的分子馬達可以相對容易地重組。使用的材料是卟啉衍生物,一種形成氫鍵的板狀分子。通過將金屬原子插入板中心的孔中,它可以圍繞它旋轉。此外,我們通過重新排列氫鍵成功地改變了旋轉方向。 

 生物體所擁有的分子馬達的結構比人工馬達更複雜,其運作細節尚不清楚。對人工分子馬達的研究可能會為這個謎團提供線索。不僅如此,我們的目標是通過製造和組合多個部件來製造更複雜和先進的納米級機器。 實現科幻小說中出現的微型機器的暗示可能就在生活中。

資料來源:[京都大學] 人工分子馬達旋轉方向的超分子控制-開啟柔性納米機器量產之路-

京都大學

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