慕尼黑路德维希·马西米兰大学 绿灯时:在亨利·杜贝的实验室里做实验
学分:慕尼黑路德维希·马西米兰大学 LMU的一组化学家已经成功地将光激活分子马达的定向运动与不同的化学单位结合起来，从而朝着合成纳米机器的实现迈出了重要的一步
分子马达是将能量转化为定向运动的化合物
例如，当暴露于特定波长的光时，可能导致连接到特定化学键的取代基单向旋转
因此，这种分子作为纳米机器的驱动单元非常有意义
然而，为了执行有用的工作，这些马达必须以这样的方式集成到更大的组件中，即它们的机械运动可以有效地耦合到其他分子单元
到目前为止，这个目标仍然遥不可及
LMU化学家博士
亨利·杜贝是分子马达领域的著名专家
现在他和他的团队朝着这个目标迈出了重要的一步
正如他们在著名的《Angewandte Chemie》杂志上报道的那样，他们已经成功地将化学马达的单向运动耦合到接收器单元，并证明了马达不仅可以使接收器以相同的方向旋转，同时还可以显著加速其旋转
杜贝装置中的分子马达是基于半硫代靛蓝分子，它包含一个可移动的碳双键(-C=C-)
当化合物暴露在特定波长的光下时，这个键单向旋转
“在2018年发表的一篇论文中，我们能够证明这种定向双键旋转可以通过分子‘电缆’传递给次级分子单元的单碳键旋转
”杜贝说
“这个单键本身在温度波动的影响下随机旋转
但是，由于它们之间的物理耦合，光驱动马达的单向运动被传递到单键，单键被迫以相同的方向旋转
" 为了验证“电动”焊接是主动驱动单键的运动，而不是简单地偏置其旋转方向，杜贝和他的同事在系统中增加了一个制动器，以减少单键的热运动
这种改进确保了电机必须消耗能量来克服制动器的作用，以使单键旋转
“这个实验使我们能够确认马达确实决定了单键的旋转速度——事实上它增加了几个数量级，”杜贝解释道
综上所述，这些结果为集成分子机器的操作模式提供了前所未有的详细见解
此外，实验装置允许作者量化可用于驱动有用工作的势能，从而产生在实际条件下单个分子马达能有效完成多少工作的第一个指示
“我们的下一个挑战将是证明在这个系统中传输的能量确实可以用于在分子尺度上进行有用的工作，”杜贝说
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