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zui小納米“呼拉圈”問世 轉一周僅300毫秒

發(fā)布日期：2013-06-13 瀏覽次數(shù) ：788

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zui小納米“呼拉圈”問世 轉一周僅300毫秒

7月29日，據美國科學日報報道，科學家長期以來夢想能夠制造納米等級的微型機器人，這一夢想現(xiàn)得以實現(xiàn)，許多納米機器人已成為我們生活的一部分，納米科學技術能夠生產分子等級的機械組件。目前，日本科學家研制一種轉子納米裝置，一個活動組件可以繞一個軸進行旋轉，這非常像旋轉的呼拉圈，而且是上zui小的納米呼拉圈。

試著觀測分子等級旋轉運動是一項非常困難的任務，現(xiàn)在日本大阪大學和京都大學研究人員進行了挑戰(zhàn)性嘗試。該研究小組負責人同原田明（Akira Harada）和研究小組同事對個別處于運動狀態(tài)的分子轉子裝置拍攝了“快照”，他們將相關研究報告發(fā)表在德國學術刊物《應用化學》（Angewandte Chemie）雜志上。

研究人員選擇輪烷作為研究對象，這是兩個部分組成的分子結構系統(tǒng)：一個桿狀分子上套著另一個像呼拉圈一樣的環(huán)狀分子，同時一個阻塞裝置地桿狀分子的末端，從而避免環(huán)狀分子脫落。他們將桿狀分子固定在玻璃支撐上，觀測這個“呼拉圈”在套桿上的的旋轉情況，他們在環(huán)狀分子一側連接熒光鏈，在旋轉時便于進行觀測。

為了觀測在桿狀分子上的“呼拉圈”旋轉，研究人員使用一項叫做“散焦大區(qū)域全內反射熒光技術顯微鏡”方法，這給予個別旋轉分子在熒光噴射模式下快照呈像。如果這種“呼拉圈”環(huán)狀分子處于靜止，這些熒光圖案可能計算出其熒光釋放的方向，從而可能計算出環(huán)狀分子的方位，這都保留在每次快照拍攝中。然而，如果環(huán)狀分子處于旋轉狀態(tài)，所噴射的圖案不會揭示環(huán)狀分子的方位。

研究人員證實，如果在干燥狀態(tài)下，輪烷分子并不會旋轉，然而當處于潮濕時，可清晰地看到這些分子快速旋轉和搖擺運動。呼拉圈環(huán)狀分子旋轉速度要快于照片拍攝的快門速度，其旋轉一周360度可在300毫秒之內完成。

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