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分子机器人发展的道路

发布时间:2022-06-13 11:30:54 阅读: 来源:书籍厂家
分子机器人发展的道路 分子机器人发展的道路

上图:显微镜下电子自身的振荡就像一个晶体组件。一个含有偶氮苯衍生物的晶体和油酸盐显示了在435纳米的持续光照下电子的弯曲和伸直时的振荡状态。光照越强电子的振荡就会越频繁。

日本北海道大学的科学家们已经研制出在光能驱动下可以重复弯曲和拉伸直的分子发动机,这使我们向分子机器人又近了一步。

目前研究人员正在试图让分子发动机像生物细胞一样移动,甚至是可以将药物运送至各个目标组织。制造这种马达将直接促进能进行复杂工作的分子机器人的研发。为此,研究人员必须找到将分子尺度运动转化为宏观尺度运动的方法,还需要找到能让这一化学反应自动持续反复进行的方法。

YoshiyukiKageyama,SadamuTakeda和他们日本北海道化学系的同事们已经成功的研制出一种化合物,是一种能自动在蓝光照射下自动不停跳跃的晶体组件。

 该团队将晶体组合成一个被称为偶氮苯的有机化合物。它常被用于染色行业,也经常用于食用油的油酸中。偶氮苯微粒在结构上有两种不同的形式:顺式和反式。他们在蓝光下不断的从一种形式转化为另一种形式。科学家们正在检测是否这种活动将会影响到包含着大量不规则的顺式和反式偶氮苯油酸晶体的结构。

通过将蓝光技术应用于在溶液中的晶体,这支团队在显微镜下观察到晶体的弯曲拉伸的振荡动作,这暗示了弯曲或者拉直的两种稳定结构的存在取决于顺式或反式偶氮苯所占的比例。光照越强振荡动作就越频繁。一些晶体复合物甚至是展示出了他们的游泳属性。在北海道大学的重点突破下,晶体的化合物性质被发现,然而,考虑到转化过程分两步进行,这将会导致常规的重复振荡。

就像我们所观察到的重复的快速翻转运动一样,拥有自我组织有节奏的运动的能力是一个活跃有机体的一项基本特征,Kageyama说到,这种原理将在未来被用于发展分子马达和机器人,同样的,将会在更广泛的领域寻找适合的应用,包括医学方面。

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