‘分子发动机’问世
这种发动机只有头发的1/100那么粗,能带动比其自身体积大十几倍的物体
【合众社拉斯韦加斯1月21日电】加利福尼亚大学机械和航天工程学教授卡洛·蒙泰马尼奥在一次微电子机械系统(MEMS)学术会上宣布,他的研究小组将有机物分子与大小相仿的金属片结合起来,研制出了“分子发动机”,这种发动机能带动比其自身体积大十几倍的物体。
蒙泰马尼奥教授说,这个发动机最重要的组件是合成ATP(所有生物体内都有这种能量物质)的分子复合体。6个这样的分子构成一个三冲程、三缸马达,第七个分子构成了中央的“轴心”。整个设备直径11纳米,高11纳米———只有头发的1/100那么粗。
适当的化学作用,使这六个分子围绕轴心做有序运动。为这个轴心安装一个转子就可以充分地利用动能。蒙泰马尼奥和他的合作伙伴赫尔克里士·尼夫斯利用电脑芯片的工艺,制作了若干长700纳米的镍转子,他们神奇地发现这些转子和马达能自动地结合。
蒙泰马尼奥说,组装后的分子发动机每秒钟旋转8次而不会变形。“这相当于你在水下把一根长两公里的电线杆子每秒钟抡8次。”这么高效的分子发动机足以替代人类笨拙的手移动一些超微型仪器。
蒙泰马尼奥说:“我们有一个计划……可以设计一种能够自己移动的微型传感器。”
微电子机械系统分析家马琳·伯恩说,在生物体内运用这种机械动力对医学界来说确实是非常吸引人。“至少将大大推进生命科研的发展,这恐怕是从微电子机械系统与纳米技术的发展中获益最多的科学领域了”。
伯恩说,这项技术面临的最大障碍,不单单是寻求商业可行性的问题,还包括如何将分子发动机与临床医学结合起来。但是一旦这些问题得到解决,我们就可以利用这个设备将化疗制剂直接运至每个癌细胞。
半有机的微电子机械可以不受动力的限制。蒙泰马尼奥说:“采用生物能源结构,我们可以将化学能在机械内部直接转化为电能,从而可以利用生物体内的生命力量驱动仪器。”
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