隆德大学 碳氢化合物分子中芳香环和非芳香环之间电子转移的图解
鸣谢:隆德大学丹尼尔·斯特兰德/乔纳斯·阿尔斯泰特 瑞典隆德大学的研究人员成功地在单个分子中开发出一种具有逻辑门功能的简单碳氢化合物分子,类似于晶体管
这一发现有可能在未来制造出分子规模的电子元件
研究结果发表在《自然通讯》上
制造非常小的部件是研发中的一个重要挑战
一个例子是晶体管——它们越小,我们的计算机就变得越快越节能
但是逻辑门可以变得多小是有极限的吗?有可能在分子尺度上制造出电机吗?隆德大学的一个化学研究小组给出的答案或许是肯定的
“我们开发了一种简单的碳氢化合物分子,当暴露于电势时,它会改变其形状,同时从绝缘变为导电
隆德大学的化学研究员丹尼尔·斯特兰德说:“成功的公式是在分子中设计一个所谓的反芳香环,使其变得更加强大,既可以接收也可以传递电子。”
许多有机分子由芳香苯环组成(由六个碳原子组成的扁平环)
石墨烯就是一个简单的例子
然而,如果受到电势的作用,这种分子不会改变性质或形状
因此,研究小组选择研究由八个碳原子的环组成的碳氢化合物
这些是反芳香的,弯曲成盆状
如果将两个电子注入这样一个分子,它就会变平,从绝缘变为导电——这一功能类似于晶体管从0到1的转换
“这些分子的独特之处在于它们非常简单
它们只由碳原子和氢原子组成,这使得它们更容易合成,”丹尼尔·斯特兰德说
这一发现意味着研究人员现在可以考虑如何使用反芳香烃在单分子水平上开发电子开关和新的机械系统
“响应电势而改变形态的分子会带来激动人心的可能性
丹尼尔·斯特兰德总结道:“人们可以想象高能效的计算机体系结构,将来也许还有分子级别的电机。”
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