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最小纳米呼拉圈问世 转一周仅300毫秒
2008-07-29 11:31   来源:

关键词:最小 纳米呼拉圈

世界最小纳米呼拉圈问世转一周仅300毫秒

世界最小纳米级“呼拉圈”

  世界科技报道[tech.icxo.com]讯: 北京时间7月29日消息,据美国科学日报报道,科学家长期以来梦想能够制造纳米等级的微型机器人,这一梦想现得以实现,许多纳米机器人已成为我们生活的一部分,纳米科学技术能够生产分子等级的机械组件。目前,日本科学家研制一种转子纳米装置,一个活动组件可以绕一个轴进行旋转,这非常像旋转的呼拉圈,而且是世界上最小的纳米呼拉圈。

  试着观测分子等级旋转运动是一项非常困难的任务,现在日本大阪大学和京都大学研究人员进行了挑战性尝试。该研究小组负责人同原田明(Akira Harada)和研究小组同事对个别处于运动状态的分子转子装置拍摄了“快照”,他们将相关研究报告发表在德国国际尖端学术刊物《应用化学》杂志上。

  研究人员选择轮烷作为研究对象,这是两个部分组成的分子结构系统:一个杆状分子上套着另一个像呼拉圈一样的环状分子,同时一个阻塞装置地杆状分子的末端,从而避免环状分子脱落。他们将杆状分子固定在玻璃支撑上,观测这个“呼拉圈”在套杆上的的旋转情况,他们在环状分子一侧连接荧光链,在旋转时便于进行观测。

  为了观测在杆状分子上的“呼拉圈”旋转,研究人员使用一项叫做“散焦大区域全内反射荧光技术显微镜”方法,这给予个别旋转分子在荧光喷射模式下快照呈像。如果这种“呼拉圈”环状分子处于静止,这些荧光图案可能计算出其荧光释放的方向,从而可能计算出环状分子的方位,这都保留在每次快照拍摄中。然而,如果环状分子处于旋转状态,所喷射的图案不会揭示环状分子的方位。

  研究人员证实,如果在干燥状态下,轮烷分子并不会旋转,然而当处于潮湿时,可清晰地看到这些分子快速旋转和摇摆运动。呼拉圈环状分子旋转速度要快于照片拍摄的快门速度,其旋转一周360度可在300毫秒之内完成。

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