格罗宁根大学 电动金属有机框架的积木“笼子”和含有大量“笼子”的水晶
学分:格罗宁根大学 为了有效地开发分子马达，它们需要能够一致地运行
然而，将数十亿个这种纳米尺寸的马达集成到一个单一的系统中，并让它们协调运行，已被证明是一个相当大的挑战
格罗宁根大学的有机化学家现在已经成功地将许多单向光驱动旋转电机集成到金属器官集成电路框架(一种具有三维笼状结构的固体材料)中
他们发现的细节发表在3月18日的《自然纳米技术》杂志上
格罗宁根大学的有机化学家本·费林加首先发明了光驱动旋转分子马达
教授
费林加和另外两人因这一发现分享了2016年诺贝尔化学奖
各种类型的纳米分子马达组已经附着在表面上，并结合到凝胶、液晶和肌肉状纤维中，在那里它们可以通过协同作用进行大规模的工作
然而，迄今为止，在三维固态材料中创建这些马达的有序阵列仍是我们力所不及的
晶体 格罗宁根大学的一个由本·费林加、助理教授桑德·韦森伯格和韦斯利·布朗教授领导的科学家团队接受了这一挑战
他们现在已经生产出一个工作系统，该系统包含每立方厘米3×1020(一个3后跟20个0)的光驱动单向旋转电机，所有电机同步运行
科学家们将发动机安置在金属有机框架中，这是一种由金属制成的分子笼，里面有有机分子组成的相互连接的“支柱”
这些分子笼的有序三维堆叠形成晶体
一旦他们长出了这些晶体，研究小组就用马达分子取代了垂直的柱子，使用了一种叫做溶剂辅助连接物交换的方法
不可能在早期阶段插入电机，因为它们无法承受合成多功能体适一体机所需的条件
带有黄色光驱动旋转电机的单“笼”
学分:格罗宁根大学 支柱 分子马达的定子部件作为笼的支柱，而转子部件在笼内保持自由
笼子设计得足够大，可以让马达不受阻碍地自由运转
马达本身是通过用紫外光照射晶体来驱动的
对这些系统的测试表明，马达主要朝向相同的方向，并且它们的旋转速度与液体中达到的速度相似
该小组很高兴，因为其他小组以前试图将轮烷(另一种分子机器)结合到多功能体适一体机中，表明这些马达不能自由运行
因此，现在有可能创造一个“机动的多面体”，其中大量的分子马达密集地聚集在一起，创造出宏观的晶体
理论上，像这样的晶体可以用来控制气体的扩散，或者它们可以在微流体系统中充当光动力泵
另一个潜在的应用是向机动化的多器官功能衰竭供给材料，这些材料在再次被泵出之前会在笼子内发生反应
然而，在这些应用成为现实之前，还需要做更多的研究
例如，一个潜在的问题是，通过笼的材料可能会干扰电机的运行，导致系统堵塞
然而，教授提出的系统
费林加和他的团队将为进一步探索集成到三维阵列中的旋转电机的集体行为提供一个跳板
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