研究人员设计、制造并测试了NanoGear,这是一种由相互连锁的分子组件组成的装置,其功能类似齿轮。因为分子是纳米级的物体(1纳米= 1毫米的百万分之一),所以它是一个非常小的设备。

纳米内容分子属于轮Xanane类,并且由沿着安装转子的中心的轴线滑动的环组成。环形环可沿轴线滑动,以便其整个长度,但由于位于轴的末端的两个止动件,因此不能逸出,以防止其滑动。转子可以自由地围绕其自身旋转,并且具有两个不同的刀片以便于观察运动。

转子是直接结合到轴与实际(共价)化学键,而环是机械锁在轴周围的塞子的存在。环的平移和叶片的旋转都是由分子的热能所决定的随机振荡;齿轮不耦合到任何电机和操作“空挡”。为了观察它们的运动并测量它们的速度,我们使用了精密的核磁共振(NMR)技术。

在65°C,环从轴的一端到另一端线性振荡约7次每分钟,通过转子,而在同一时期,后者执行约260个旋转。因此,这两种运动不是同步的,而是相互影响的,正如在类似NanoGear但没有转子或环的分子上进行的实验所证明的那样。

另一个显着和意外的结果是分子位于其所在培养基的影响。通过改变溶剂,两种运动中的一个减慢,而另一个运动会加速。这种“特定润滑”构成了可能导致自由基技术创新的纳米纳甸的非常规特性之一。

欲了解更多信息,请联系Monica Lacoppola此电子邮件地址正受到垃圾邮件程序的保护。您需要启用JavaScript才能查看它。;+39 051 20 9 8547


运动设计杂志

本文首次发表于2021年8月号运动设计杂志。

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