由华威大学制作
静止的PTCDA分子的三维模型(黑色，碳原子；红色，氧原子；白色，氢原子)在银(111)表面的两个银原子(蓝色)上(灰色)
学分:华威大学 纳米机械有许多用途，包括药物输送、单原子晶体管技术或记忆存储
然而，机器必须在纳米尺度上组装，这对研究人员来说是一个相当大的挑战
对于纳米技术工程师来说，最终目标是能够在纳米尺度上一部分一部分地组装功能性机械
在宏观世界中，我们可以简单地抓取物品来组装它们
“抓取”单个分子不再是不可能的，但是它们的量子性质使得它们对操纵的反应不可预测，限制了一个一个组装分子的能力
由于德国亥姆霍兹学会的尤里奇研究中心领导的国际努力，包括华威大学化学系的研究人员，这一前景现在更接近现实
在今天(2021年11月10日)发表在《科学进展》杂志上的论文《站立分子的稳定潜力》中，一个国际研究团队已经能够揭示单个站立分子的一般稳定机制，这可以用于表面三维分子器件的合理设计和构建
扫描探针显微镜(SPM)使分子规模制造的愿景更加接近现实，因为它提供了重新排列表面原子和分子的能力，从而允许产生不会自发形成的亚稳态结构
使用SPM，Dr
克里斯汀·瓦格纳和他的团队能够与表面上的单个静止分子，苝-四羧酸二酐(PTCDA)相互作用，以研究热稳定性和温度，在该温度下，分子将停止稳定，并回到其自然状态，在该状态下，它在表面上吸附平坦
这个温度是零下259度
15摄氏度，仅比绝对零度高14度
扫描隧道显微镜图像(50毫伏，0
2 nA，25×25ω2)，与各自的二聚体(D1(蓝色)或D2(紫色)相连
中心原子(灰色)是所有二聚体的一部分
三个D2二聚体和六个D1二聚体具有成对相同的方位取向，可以以这种方式形成
学分:华威大学 与Dr
华威大学化学系的赖因哈德·莫勒能够揭示出，分子的微妙稳定性源于两种强大的反作用力的竞争，即来自表面的长程引力和来自分子与表面之间锚点的短程回复力
博士；医生
华威大学化学系的赖因哈德·莫伊雷尔评论道:“阻止分子坠落的相互作用的平衡非常微妙，对我们的量子化学模拟方法来说是一个真正的挑战
除了教我们稳定这种不寻常的纳米结构的基本机制，该项目还帮助我们评估和改进我们方法的能力
" 博士；医生
来自于利希研究中心的彼得·格伦伯格量子纳米科学研究所(PGI-3)的克里斯汀·瓦格纳评论道，“为了从技术上利用单个分子迷人的量子特性，我们需要找到正确的平衡:它们必须固定在一个表面上，但不能固定得太强，否则它们会失去这些特性。”
在这方面，静止分子是理想的
为了测量它们实际上有多稳定，我们必须用锋利的金属针一次又一次地将它们竖起来，并记录它们在不同温度下存活的时间
" 既然已经知道了产生稳定分子的相互作用，未来的研究可以致力于设计更好的分子和分子表面连接来调节这些量子相互作用
这有助于提高稳定性和温度，在此温度下，分子可以转换成直立阵列，达到可工作的条件
这提升了纳米机械制造的前景
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