埃尔兰根-纽伦堡大学 基于半硫靛的分子马达的有机催化的超分子继电器控制，图形摘要
未来小型化的愿景已经产生了一系列合成分子马达，这些马达由一系列能源驱动，可以进行各种运动
弗里德里希-亚历山大-埃尔兰根-纽伦堡大学(FAU)的一个研究小组现在已经成功地利用光控马达控制了一个催化反应
这让我们离实现纳米工厂的愿景更近了一步，在纳米工厂中，各种机器的组合可以协同工作，就像生物细胞一样
研究结果已经发表在《美国化学学会杂志》上
力学定律不能总是适用 根据定义，发动机将能量转化为特定类型的动能
例如，在分子水平上，肌球蛋白可以利用化学能产生肌肉收缩
这种纳米机器现在可以合成生产
然而，所用的分子比蛋白质小得多，也没有那么复杂
“机械物理定律不能简单地应用于分子水平，”教授说
医生
亨利·杜贝，FAU大学有机化学一系的主席
例如，惯性在这个层次上是不存在的，他解释道
由布朗运动触发，粒子不断运动
“激活一个旋转马达是不够的，你需要结合一种棘轮机制来防止它向后转动，”他解释说
2015年，在慕尼黑的LMU大学，教授
杜贝和他的团队开发了一种由可见光驱动的特别快的分子马达
2018年，他们开发了第一个分子马达，它完全由光驱动，功能不受环境温度影响
一年后，他们开发了一种变体，不仅能旋转，还能表演8字形动作
所有的马达都是基于半硫靛分子，这是一种天然染料靛的不对称变体，其中硫原子取代了氮原子
分子的一部分以与分子的另一部分相反的方向旋转数步
能量驱动的步骤由可见光触发，并改变分子，从而阻止反向反应
使用中的标准催化剂 来到FAU后，亨利·杜贝首次使用2015年开发的旋转电机来控制一个单独的化学过程
它围绕半硫靛的碳双键分四步移动
由光反应触发的四个步骤中的两个可以用于控制催化反应
“绿光产生一种分子结构，将催化剂与半硫代靛蓝结合，蓝光释放催化剂，”化学家解释说
使用不含任何金属原子的标准催化剂
利用静电力，催化剂通过氢键与发动机分子中的氧原子对接
“原则上可以使用所有使用氢键的催化剂
“半硫代靛蓝的最大优势在于其固有的结构对催化剂具有成键机制，”教授解释说
杜布
否则就必须用化学合成法添加
半硫靛马达的旋转由可见光控制
同时，该系统允许加速或减速所需化学反应的催化剂的目标释放和结合
“这个项目是以简单和多种方式将分子马达整合到化学过程中的重要一步，”教授说
杜布
“这将使我们能够像未来的生产线一样，使用分子机器以高精度合成复杂的药物
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