美意兩國聯(lián)合研制首例光能驅(qū)動納米發(fā)動機 (2006-02-08)
發(fā)布時間:2007-12-04
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據(jù)PhysOrg網(wǎng)2006年1月24日消息,意大利博洛尼亞大學(xué)和美國加州大學(xué)洛杉機分校的研究人員經(jīng)過六年多的努力,聯(lián)合研制出世界第一款太陽能納米發(fā)動機。
研究人員對這款太陽能納米發(fā)動機充滿希望。加州大學(xué)洛杉機分校的納米化學(xué)家佛萊責(zé)?斯托特教授認為,這樣的發(fā)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(xué)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(dāng)醫(yī)生將納米微粒靶向定位于腫瘤患處后,可以通過光觸發(fā)來定點釋放抗癌藥物。
博洛尼亞大學(xué)化學(xué)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(fù)運動,能夠讀取0或1這樣的數(shù)據(jù),這項分子光子學(xué)和電子學(xué)領(lǐng)域的研究將幫助科學(xué)家構(gòu)建化學(xué)計算機。
據(jù)介紹,這款新型納米發(fā)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(huán)。這個環(huán)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(huán)位點。當(dāng)啞鈴頭部一端吸收太陽光后,就會傳遞電子,激活成環(huán)位點并驅(qū)動環(huán)向另一側(cè)慢慢移動。當(dāng)電子傳遞回頭部后,環(huán)又重新回到起始位點,下一輪新的往復(fù)運動又可以開始。斯托特教授介紹說,這種納米發(fā)動機的運動非???,一次完整的循環(huán)還不到千分之一秒,與汽車引擎每分鐘60,000轉(zhuǎn)的速度相當(dāng)。
亞利桑那州立大學(xué)的化學(xué)家迪文思?格斯特認為,這種分子發(fā)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(nèi)的發(fā)動機都需要燃料,而這套系統(tǒng)的能量直接來源于光,不用消耗燃料也不會產(chǎn)生有害廢物,這是化學(xué)家在分子機械研究領(lǐng)域邁出的重要一步。
目前,這種新型納米發(fā)動機的運轉(zhuǎn)還處在隨機狀態(tài),相互之間獨立而且沒有條理,還不能在實際中應(yīng)用。研究人員正在努力試驗讓納米發(fā)動機有序地移動到表面,以及進入膜表面,使之能協(xié)調(diào)工作并完成肉眼可見的機械工作任務(wù)。