復(fù)旦大學(xué)科學(xué)家在納米馬達(dá)研究中獲重要進(jìn)展。以王志松教授為負(fù)責(zé)人的復(fù)旦大學(xué)現(xiàn)代物理研究所分子納米研究組發(fā)現(xiàn)了納米馬達(dá)自主運(yùn)動(dòng)的分子機(jī)制，為發(fā)展一大類性能先進(jìn)的新型納米馬達(dá)打開了通路。近日，相關(guān)研究成果發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上。

　　近半個(gè)世紀(jì)前，著名物理學(xué)家費(fèi)曼提出了實(shí)現(xiàn)類似汽車的納米馬達(dá)的可能性。從2004年開始，科學(xué)家終于制備出沿長軌道進(jìn)行定向運(yùn)輸?shù)募{米馬達(dá)。目前所實(shí)現(xiàn)的馬達(dá)，一般有兩個(gè)類似“足”的部件，前后的足部件采用不同的化學(xué)成分，以此來取定方向。這就像我們?nèi)粘Ｊ煜さ娜湎x，它沿著樹枝爬動(dòng)，只有頭尾分明，它才能取定方向。但是，不同的足部件帶來馬達(dá)合成上的困難。而且必須有幾種不同的化學(xué)分子為馬達(dá)提供能量，因此馬達(dá)運(yùn)行一般需要復(fù)雜的操作。

　　“其實(shí)，我們?nèi)梭w細(xì)胞內(nèi)也存在著類似的雙足納米馬達(dá)，他們由蛋白質(zhì)分子構(gòu)成?！庇嘘P(guān)專家解釋說，這些蛋白質(zhì)(生物)馬達(dá)常常雙足相同，而且只消耗單一種類的燃料分子(ATP，即三磷酸腺苷)。它們卻能自己選擇方向，完全以自主方式運(yùn)動(dòng)，只要環(huán)境中存在ATP分子就行了。因此，生物馬達(dá)的定向方法遠(yuǎn)比目前的人工納米馬達(dá)先進(jìn)。而最終實(shí)現(xiàn)可以和生物馬達(dá)相媲美的人工馬達(dá)是納米科技的一個(gè)夢想目標(biāo)。

　　復(fù)旦大學(xué)教授、留德歸國博士王志松所領(lǐng)導(dǎo)的研究小組最近發(fā)現(xiàn)了同頭尾的納米馬達(dá)自主定向、自主運(yùn)動(dòng)的分子機(jī)制，為發(fā)展性能先進(jìn)的新型納米馬達(dá)打開了通路。他們的研究論文題為Synergic Mechanism And Fabrication Target for Bipedal Nanomotors。

　　復(fù)旦大學(xué)研究組的最新發(fā)現(xiàn)把納米馬達(dá)的運(yùn)行要求降到了最低水平，即只須隨機(jī)給它提供單一種類的燃料分子。而馬達(dá)自己決定是否接受能量供應(yīng)，自己選定方向，自己協(xié)調(diào)頭尾使其彼此交替跨越，從而實(shí)現(xiàn)沿軌道的定向運(yùn)輸。而制備這些性能優(yōu)越的新型納米馬達(dá)，只需合成單個(gè)頭部件，再由全同的頭部件兩兩連接即可，難度大大降低。王志松研究組的后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)，這種先進(jìn)的納米馬達(dá)機(jī)制在生物馬達(dá)中也存在，而且是充分優(yōu)化的。因此，他們所發(fā)現(xiàn)的馬達(dá)機(jī)制可能是經(jīng)過長期生物進(jìn)化所選擇的一個(gè)最佳途徑，對人工納米馬達(dá)的研制將具有普遍指導(dǎo)意義。

　　復(fù)旦大學(xué)納米馬達(dá)研究組過去在納米馬達(dá)的激光控制等方面也獲得了一系列重要成果，先后受到美國物理研究院物理研究新聞、麻省理工學(xué)院技術(shù)評論雜志、美國光子譜雜志的專題報(bào)道。

　　他們的研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、上海市浦江計(jì)劃、上海教育基金會曙光計(jì)劃和教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才計(jì)劃的資助。