莱斯大学的迈克·威廉姆斯 莱斯大学将推出一款新车，参加第二届国际纳米汽车竞赛
单分子汽车有一个永久的偶极子，这使得它更容易控制
学分:亚历克西斯·范·文罗伊/莱斯大学 莱斯大学和休斯顿大学的纳米力学正在为第二届国际纳米卡竞赛准备加速引擎
虽然他们不得不踩刹车的时间比预期的要长一点，因为比赛已经推迟了一年到2022年，但莱斯的团队正在推进美国化学学会《有机化学杂志》上介绍的新设计
由化学家莱斯的詹姆斯·图尔和休斯敦-清湖大学的安东·杜布罗夫斯基领导的这项工作对装有叔丁基橡胶车轮的汽车进行了升级，这应该有助于它们在黄金表面的路线上行驶，这些表面带有由几个位置良好的原子组成的塔
像他们在2017年第一届国际纳米卡竞赛中的获奖作品一样，这些纳米卡具有永久的偶极矩，以提高它们在表面上的速度和驾驶性能
“永久偶极子使汽车更容易受到电场梯度的影响，电场梯度用于推进和操纵汽车，”图尔说
“这是我们在第一次比赛中引入的一项功能，我相信现在许多参赛作品都将把这种先进的设计元素嵌入到他们的纳米卡中
" 今年的模型也更轻，比新规定要求的最小100个原子多一点
“我们在第一场比赛中使用的汽车只有50个原子，”图尔说
“因此，按照最新标准的要求，分子量大幅增加
“很可能是比赛组织者想让我们慢下来，因为上次我们只用了1分钟就完成了30小时的比赛
5小时，”他说
为了使汽车超过100个原子，同时简化它们的合成，研究人员使用模块化工艺制造了五辆新车，要么全是叔丁基，要么全是金刚烷基车轮(就像以前的纳米轮胎一样)，要么两者结合
在90原子，汽车只有丁基车轮，这最大限度地减少了与轨道的相互作用，以及更短的底盘太小
通过使用轮子的组合，赖斯实验室制造了含有114个原子的纳米卡
“这使得体重保持在最低水平，同时满足比赛要求，”图尔说
纳米卡将再次由奥地利格拉茨大学的一个团队驱动，该团队由莱昂哈德·格里尔教授领导
图尔说，该团队在2017年让赖斯的车穿越了终点线，并在扫描隧道显微镜指导的操作方面拥有丰富的专业知识
烧烤团和旅行团将在法国再次碰面进行比赛
竞赛的首要目标是推动能够真正工作的纳米机器的发展，如运载分子级货物和促进纳米制造
“这场竞赛推动了分子纳米卡设计和控制方法的极限，”图尔说
“因此，通过这一竞争过程，世界范围内的专业知识得到了提升，整个纳米操作领域都得到了鼓励，以更快的速度发展
" 这场原定于明年夏天举行的比赛因流感大流行而推迟
参赛选手仍需聚集在法国接受评委的监督，但所有参赛队伍都将在自家实验室的扫描隧道显微镜下，通过互联网在赛道上控制自己的赛车
“所以司机们会在一起，汽车和赛道会分散在世界各地，”图尔说
“但是每条轨道的距离都是相同的，在几纳米以内
" 赖斯-格拉茨的参赛作品以一个星号赢得了2017年的比赛，因为它的汽车在黄金表面移动如此之快，以至于无法捕捉图像进行判断
随后，车队被允许在一个有足够阻力的银色表面上比赛，并在90分钟内完成了150纳米的路程
图尔说:“球场本来应该只有100纳米，但是这个团队被罚多加了50纳米。”
“最终，无论如何都没有障碍
“金牌得主是一个瑞士团队，他们在6个半小时内完成了100纳米的课程
图尔的实验室在2005年建造了世界上第一辆单分子汽车，此后它经历了多次迭代，开发了相关的分子马达，可以穿透细胞输送药物
莱斯大学的研究生亚历克西斯·范·文罗伊是这篇论文的主要作者
合著者包括莱斯大学校友维克多·加西亚·洛佩斯和大学生约翰·李天赐
杜布罗夫斯基是休斯顿大学清湖分校的化学助理教授，也是莱斯大学的学术访问者
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化学讲座教授，莱斯大学计算机科学、材料科学和纳米工程教授
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