如何在分子马达中换档

林雪平大学 (LiU) 教授 Bo Durbeej 表示：“人造分子马达是吸收来自外部光源(例如阳光)的光的分子，并将光能转化为动能。”他领导了这项发表在《化学》杂志上的研究。欧洲杂志。

“分子马达”听起来像是科幻小说，但人体内有许多生物分子马达，驱动肌肉并在细胞内运输物质。化学和纳米技术研究人员长期以来一直致力于开发人造分子马达，这可能在未来的多个领域发挥作用。可能的应用包括使用它们将医疗药物输送到体内的正确位置或存储太阳能。

但仅靠电机是不够的。一辆只有电动机或发动机但没有轮子的汽车走不了多远。来自电机的动力必须传输到车轮(对于汽车来说)，这是通过变速箱完成的。同样，该研究领域的下一步是构建可以将动能从分子的一个部分转移到另一个部分的分子齿轮。未来的应用取决于是否能够在运动创建的地方以外的其他地方使用该运动。

“许多科学家长期以来一直试图构建分子齿轮。我们开发了一种设计原理，用于将旋转运动转移到分子系统的另一部分并完全控制旋转方向。以前的设计无法控制旋转运动。”Bo Durbeej 说道。

开发分子摄影装置的一个主要挑战是你想要旋转的部分，即“螺旋桨”，通过单键连接到分子的其余部分。单键非常容易旋转，因此难以控制方向性。但LiU的研究人员现在已经成功解决了这个问题，他们找到了几个因素的良好组合，包括螺旋桨和构成“发动机”本身的分子部分之间的距离。

研究人员通过在瑞典国家计算基础设施 SNIC 和瑞典国家超级计算学术基础设施 NAISS 提供的林雪平国家超级计算机中心的超级计算机上进行计算和高级计算机模拟，确认了他们的设计有效。

“我们现在已经证明我们的设计原则是有效的。下一步是开发尽可能容易合成的分子光电装置，”Bo Durbeej 说。

这项研究是在瑞典研究委员会、Olle Engkvist 基金会和 Carl Trygger 科学研究基金会的支持下进行的。

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