科學(xué)家研制出分子發(fā)動(dòng)機(jī) 可推動(dòng)油珠上斜坡 (2005-09-01)
發(fā)布時(shí)間:2007-12-04
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科學(xué)家研制出一種分子發(fā)動(dòng)機(jī),可以推動(dòng)水滴做“布朗運(yùn)動(dòng)”。據(jù)愛(ài)丁堡大學(xué)的大衛(wèi)-利介紹,盡管其他研究人員以前也找到過(guò)推動(dòng)水滴運(yùn)動(dòng)的其它方式,但這次發(fā)明的新意在于,它是用分子發(fā)動(dòng)機(jī)讓水滴進(jìn)行布朗運(yùn)動(dòng)的,這還是首次用分子級(jí)的運(yùn)動(dòng)方式推動(dòng)一個(gè)肉眼可見(jiàn)的物體----小水珠,不過(guò)這只是一個(gè)開(kāi)始。
大衛(wèi)-利說(shuō),你可以用這種發(fā)動(dòng)機(jī)抽吸硅片周圍的液體。由于數(shù)量很少,用傳統(tǒng)方法抽吸很難做到,因?yàn)檫@么小的水珠會(huì)變得“非常黏稠”,抽吸它就像是抽吸糖蜜一樣。
這種所謂的納米梭還可以制造各種不同類型的智能表面,比如具有粘性的表面,需要時(shí)可以讓其具有粘性,不需要時(shí)則關(guān)閉,還可以制造從一種顏色變成另一種顏色的表面。另外,分子發(fā)動(dòng)機(jī)可以用在活的有機(jī)體內(nèi)執(zhí)行各種任務(wù),比如讓肌肉運(yùn)動(dòng),將視網(wǎng)膜里的光信號(hào)轉(zhuǎn)變成神經(jīng)脈沖。利認(rèn)為,分子發(fā)動(dòng)機(jī)還有許多未開(kāi)發(fā)出來(lái)的潛在用途。
大衛(wèi)-利與意大利博洛尼亞大學(xué)以及荷蘭格羅寧根大學(xué)原材料科學(xué)中心的同事們一起制造出了感光納米梭,這是一種長(zhǎng)條形的烴基分子,每一個(gè)分子都有一圈有機(jī)分子包圍著,但從化學(xué)的角度說(shuō),它們并非綁定在一起。
布朗運(yùn)動(dòng),也就是人們所說(shuō)的小顆粒的隨機(jī)運(yùn)動(dòng),正常情況下會(huì)讓這些環(huán)形物沿?zé)N分子表面向前或向后運(yùn)動(dòng),但在每一端也增加了氫聯(lián)接基,一個(gè)基對(duì)光特別敏感,另一個(gè)以特氟綸為基。在正常的光照條件下,烴基分子的環(huán)形物附著在感光的連結(jié)點(diǎn)上,特氟綸端暴露出來(lái),但暴露在紫外線下會(huì)發(fā)生反應(yīng),讓環(huán)形物釋出,運(yùn)動(dòng)到另一端并再次連結(jié)在一起,這一次,特氟綸基成為連結(jié)點(diǎn)。
通過(guò)這一原理,科學(xué)家可以在黃金表面覆蓋上一層納米梭,這個(gè)覆蓋層只有一個(gè)分子厚,通過(guò)開(kāi)關(guān)燈光,就可以控制黃金表面是由特氟綸覆蓋或沒(méi)有特氟綸覆蓋,從而達(dá)到控制黃金表面產(chǎn)生粘性或失去粘性的目的。
接下來(lái),通過(guò)控制紫外線照射的物體表面,科學(xué)家可操縱一個(gè)小油珠沿著12度的斜坡向上運(yùn)動(dòng)。不過(guò),利說(shuō),讓它沿著比這更陡的斜坡運(yùn)動(dòng)就不太可能了。