世界最小纳米呼拉圈问世 转一周仅300毫秒
时间:2017-12-08

   世界上最小的纳米呼啦圈每周只能转300毫秒

  世界上最小的呼啦圈

  中新网7月29日电据美国“科学日报”报道,科学家早就梦想着制造纳米级微型机器人,现在的梦想是要实现的,许多纳米机器人已经成为我们生活的一部分,纳米科学和技术可以生产分子级的机械部件。目前,日本科学家已经开发出一种转子纳米器件,一个有源器件可以绕一个轴旋转,非常像旋转的呼啦圈,是世界上最小的纳米呼啦圈。

  试图观察分子级旋转运动是一项非常困难的工作,日本大阪大学和京都大学的研究人员现在已经做出了挑战性的尝试。小组组长和原田彰以及研究小组的同事拍摄了正在运动的各个分子转子组件的快照。他们在德国领先的学术期刊Angewandte Chemie上发表了相关研究。

  研究人员选择了rotaxan作为研究对象。它是由两部分组成的分子结构体系:一个棒状分子被另一个环状分子(如呼拉圈)和一个阻止该设备的棒状分子的末端包围。从而避免环分子脱落。他们将棒状分子固定在玻璃支架上,观察杆上的呼啦圈的旋转,并将荧光链连接到环状分子的一侧,使旋转时易于观察。

  为了观察棒状分子上的呼啦圈旋转,研究人员使用了一种称为散焦大面积全内反射荧光技术的显微镜,该技术在荧光喷射模式下给出了各个旋转分子的快照。如果呼拉圈是静止的,这些荧光图案可以计算其荧光发射的方向,可能使得计算环分子的取向成为可能,所有这些都保留在每个快照中。但是,如果环分子处于旋转状态,则喷射的图案不会显示环分子的取向。

  研究人员证实,如果轮虫的分子在干燥的时候不旋转,它们可以清楚地看到这些分子在潮湿时的快速旋转和摇摆。呼啦圈环分子的旋转速度快于拍摄快门的速度,一周360度的旋转可以在300毫秒内完成。

  美国“科学日报”报道原文(英文)

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