作者:弗里德里希-亚历山大大学埃尔兰根-纽伦堡
学分:弗里德里希-亚历山大大学埃尔兰根-纽伦堡
越来越小，越来越复杂——如果没有小型化，我们今天就不会有高性能笔记本电脑、紧凑型智能手机或高分辨率内窥镜所需的组件
为了建造所谓的分子机器，目前正在纳米尺度上对仅由几个原子组成的开关、转子或马达进行研究
FAU大学的一个研究小组已经成功建造了世界上最小的能量驱动齿轮
纳米齿轮装置是第一个可以主动控制和驱动的装置
研究人员的发现最近发表在《自然化学》杂志上
小型化在现代技术的进一步发展中起着关键作用，并且使得制造更小的具有更大功率的设备成为可能
它在制造业中也起着重要的作用，因为它允许以前所未有的精度生产功能材料和药物
现在，研究已经进入了纳米尺度——肉眼看不到——专注于单个原子和分子
诺贝尔化学奖证明了这一新研究领域的重要性，该奖于2016年授予对分子机器的研究
分子机器中使用的一些重要部件，如开关、转子、镊子、机械臂甚至马达，已经在纳米尺度上存在了
任何机器的另一个重要部件是齿轮，它允许改变方向和速度，并使运动相互联系
对于齿轮也存在分子对应物，然而，到目前为止，它们只是被动地来回移动，这对分子机器来说不是非常有用
教授领导的研究小组开发的分子齿轮
博士；医生
FAU大学有机化学I系主任、前LMU大学初级研究小组组长亨利·杜贝的测量值只有1
6纳米
该研究小组已经成功地为分子齿轮及其对等物提供了动力，从而解决了纳米级机器构造中的一个基本问题
齿轮组包括两个相互互锁的部件，并且仅由71个原子组成
一种成分是三联烯分子，其结构类似于螺旋桨或斗轮
第二种成分是硫靛蓝分子的扁平片段，类似于一个小盘
如果板旋转180度，螺旋桨只旋转120度
结果是2:3的传动比
纳米齿轮单元由光控制，使它成为一个分子光齿轮
因为它们直接由光能驱动，所以板和三叶螺旋桨以锁定的同步旋转运动
正如FAU团队发现的那样，光靠热量不足以让齿轮组转动
当研究人员在黑暗中加热齿轮装置周围的溶液时，螺旋桨转动了，但盘子没有——齿轮“滑动”了
研究人员因此得出结论，纳米齿轮装置可以使用光源来激活和控制
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