格罗宁根大学 红外光下的新一代分子马达
学分:格罗宁根大学农黄 光控分子马达可用于制造功能性材料，以提供自主运动，或在系统中响应命令
对于生物应用，这要求电机由穿透组织的低能量、低强度光驱动
格罗宁根大学的化学家们通过在马达分子上增加一个天线，设计了一种由近红外光有效驱动的旋转马达
该设计和功能在10月28日的《科学进展》杂志上发表
1999年，格罗宁根大学有机化学教授本·费林加展示了第一台光驱动单向旋转分子马达的设计和结构
2016年，他因设计和生产分子机器而成为三名诺贝尔化学奖得主之一
从那以后，他的分子马达有所发展，但应用的一个主要限制是它们是由紫外线驱动的
在许多应用中，紫外光可能对周围的材料有害
迄今为止，使用能量较低的近红外光子为这些发动机提供动力的尝试一直没有成功
活力 运动分子直接接受两个低能光子而不是一个高能光子的适应还没有成功
这就是为什么费林加实验室的科学家现在尝试了一种不同的方法
通过共价键，马达分子被连接到一个可以吸收两个近红外光子的天线上
天线产生的激励然后传递到分子的马达部分
这项工作大部分是由卢卡斯·普费菲完成的，他是费林加实验室的博士后研究员，现在在洛桑的瑞士理工学院工作
“为了让系统工作，天线和马达的能量水平必须密切调整，”他解释说
这意味着设计一种分子马达，它需要天线为运动提供精确的能量
“它还需要一个连接器，使天线能够连接，而不干扰电机的旋转
" 科学家们一直在寻找使用近红外光的方法，但迄今为止所有的尝试都没有成功
格罗宁根大学的研究人员现在设计了一种从近红外光中吸收能量的天线
这个天线附着在马达分子上，它将能量直接传输到驱动马达运动的轴上
其结果是一种由近红外光驱动的运动分子，这使医学应用更近了一步
信用:农黄和卢卡斯·普发 简单的 “这是激发态的直接转移，非常类似于吉他上两根弦中的一根被敲击时产生共振的方式，”格罗宁根大学超快光谱学教授、科学进步论文的作者之一马克西姆·普什尼奇尼科夫解释道
这个想法似乎很简单
“如果你知道它是如何工作的，它就会变得非常简单，”普舍尼奇尼科夫说
“但是化学设计肯定不是微不足道的
" 启动马达的一系列复杂事件发生在很宽的时间范围内，从皮秒(10-12秒)到分钟
普费菲利用核磁共振和黄农博士研究了不同的时间机制
D
Pshenichnikov研究小组的学生，使用超快光谱学
首先，天线捕获两个近红外光子
接下来是启动马达运动的能量转移
幸运的是，这个设计非常有效
梦 “经过多年的分子马达设计，能够克服高能紫外光来驱动这些分子旋转马达就像梦想成真一样，”本·费林加说
“我觉得我们的研究成果代表了人工分子马达设计的一个重要里程碑，并为未来的应用提供了许多前景，从响应材料到生物分子系统
" 下一步是简化马达-天线复合体的结构
这将允许引入更多功能
新的运动分子的一个可能的应用是作为一个触发器来释放生物系统中囊泡的内容物
Pshenichnikov:“我真的很好奇这个系统的下一代将会如何发展
" 简单的科学总结 1999年，格罗宁根大学的有机化学教授本·费林加创造了第一个光驱动分子马达
这些微型马达可用于各种纳米技术应用，例如药物输送
然而，它们是由紫外线驱动的，紫外线可能是有害的
科学家们一直在寻找使用近红外光的方法，但迄今为止所有的尝试都没有成功
格罗宁根大学的研究人员现在设计了一种从近红外光中吸收能量的天线
这个天线附着在马达分子上，它将能量直接传输到驱动马达运动的轴上
其结果是一种由近红外光驱动的运动分子，这使医学应用更近了一步
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