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扫描隧道显微镜可以在铜的表面转动单个分子
据美国物理学家组织网9月5日（北京时间）报道，美国塔夫斯大学文理学院化学家用单个丁基甲基硫醚分子，制造出世界上第一个电动分子马达，其旋转方向和速率都能实时监控，有望为医疗、工程等领域的微型器械提供动力。研究论文发表在9月4日的《自然-纳米技术》上。
该电动分子马达仅1纳米宽，打破了现有最小马达200纳米的世界纪录，研究人员正为该马达申请吉尼斯世界纪录。马达的主要部件是丁基甲基硫醚分子，它的硫基能吸附在铜板表面，剩下5个烃基就像硫基的两条不对称手臂，一边有4个而另一边有1个，用低温扫描隧道显微镜上面的金属针给它提供一个电荷，两条碳链就能围绕硫铜连接点自由旋转。显微镜的金属针作为一个电极，负责向分子输送电流，引导分子旋转方向。
论文作者之一、塔夫斯大学化学副教授E-查尔斯-H-塞克斯介绍说，要把单个分子作为一个分子机器的组成部分，必须给单个分子接上外加电源，让它按照规定的方向运动。目前尽管已有一些理论方案，但真正的电动分子马达一直未能制造出来。“我们造出了第一个由光和化学反应来供电的分子马达，让它有目的而不是随机地做些事情。”
研究小组还能通过温度控制，直接影响分子的旋转速度，分子的旋转方向和旋转速率可以实时监控。他们发现，5开氏度（约-268摄氏度）是马达运动的最理想温度。在高温下马达旋转太快，难以测量和控制它的转速。
研究人员还指出，尽管电动分子马达有很多实际应用，但还要解决温度方面的难题才能更好地控制它的转动。塞克斯说：“如果能更好地控制温度，让马达在合适温度下运转，它就能在传感器、微管设备等医疗器械中发挥实际作用。在微观领域，液体对管壁的摩擦力会变得很明显，如果管壁装上马达，就能促进液体顺畅流通。如果把分子运动和电信号连接在一起，还能在纳米电路中产生微小的传动作用，这种传动可用于手机等产品的微型延迟线中。”
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