分子阿基米德螺旋:分子大小的裝置在電流下雙向旋轉

编辑者: Svitlana Velhush

一個國際科學家團隊受古代阿基米德螺旋啟發,製造出一種分子馬達。這個僅數奈米大小的裝置能在電流作用下旋轉,並在電壓極性改變時改變方向。

其基礎是哥本哈根大學米哈埃爾·皮特爾科夫教授團隊合成的螺旋狀螺烯分子。在以色列魏茨曼科學研究所,研究人員以原子級精度將其固定在兩個金電極之間。

施加電壓時,穿過螺旋的電子會把角動量傳遞給它——正如水流轉動螺旋一樣。分子的「螺紋」決定旋轉方向,而旋轉方向完全由電流極性控制。

這是首次展示一種由電流驅動、剛性固定在兩個金屬電極之間、且能按可控方向旋轉的分子馬達。

奧格斯堡大學的研究人員進行了量子力學模擬。他們表明,當達到某一轉速時,分子的導電性會急劇上升——最高可達100倍。

實驗在奧倫·塔爾教授和阿尼爾·庫馬爾·辛格博士的指導下進行。理論部分由法比安·保利教授領導。

這項研究發表在《Nature》期刊上。它在未來幾年將如何影響分子電子學的發展?

該裝置開闢了奈米機器的一種新工作原理:電流啟動旋轉,而旋轉反過來又增強電流。研究人員指出,可以透過拉伸或壓縮分子來調節增強閾值。

4 浏览量

來源

  • Scientists Shrink Archimedes’ Screw to the Size of a Single Molecule

留言

阅读更多关于此主题的文章:

发现错误或不准确的地方吗?我们会尽快处理您的评论。