分子机器指由分子尺度的物质构成、能行使某种加工功能的机器,其构件主要是蛋白质等生物分子。因其尺寸多为纳米级,又称生物纳米机器,具有小尺寸、多样性、自指
导、有机组成、自组装、准确高效、分子柔性、自适
应、仅依靠化学能或热能驱动、分子调剂等其他人造
机器难以比拟的性能,因此研究生物纳米机器具有重大意
义。它可以促进生物学发现,深入认识蛋白质分子机器机制,开发生物分子机器和促进仿生学发展。
从上世纪90年代起,法国图卢兹材料设计和结构研究中心就已着手研制分子机器。1998年成功合成平面分子车轮;2005年首次研制出分子发动机;2007年研制出的“分子轮”是第一台真正的分子机器。这个非常奇特的分子包括2个直径为0.7纳米,由三苯甲基分子组成,被固定在长0.6纳米的轴上的“车轮”。所有分子机器的化学结构均被固定在铜基上。
研究人员确信,“分子轮”将在复杂的纳米机器如分子卡车和分子纳米机器人等领域占有重要位置,可用于在人体细胞内清除病灶、充当药物运输的人造载体及形成分子阀门等。
2 仅一个原子厚的最薄材料问世
纳米材料现在有了新对手了。科学家已研制出一种全新的超薄材料,厚度只有一根头发的20万分之一。
2007年3月1日,英德两国科学家宣布,研制出了只有一个原子厚的世界最薄材料。这种膜片由碳原子六边形连接而成,状如蜂巢,如果层层叠加,需要20万层才能达到一根头发丝的厚度。
这种新型材料由英国曼彻斯特大学联手德国马克斯.普朗克研究所研制而成。2年前,研究小组使用“微机械劈裂”技术,从普通晶体上提取出单个原子层面,制造出了这种二维超薄碳原子膜片,但必须贴在其他材料上,如今已可利用纳米级金制架台将其悬挂起来。以前,人们认为如此薄的材料原理上不存在,但研究人员首次证明,这些材料不仅存在,而且制造也比较容易。
研究人员声称,这是一种比纳米更新的全新技术,有望在电子计算机和医学等领域掀起一场革命,连用于形容纳米的词汇都不足以用来描述这种新膜片。它比硅更灵敏、更节能,有可能最终取代硅,成为更加有效的晶体管,用于大幅提高计算机运算速度和研制新药物。此外,它还可用作微观滤网,分离气体所含的不同成分。在医学领域,电子显微镜观察分子时所得图像的清晰度目前还受限于分子样本载体的厚度,而这种碳原子膜片仅0.35纳米厚,易于电子穿越,如果作为载体,可获得更清晰的分子结构图像。
科学家指出,这是一个以前不为人知的材料新家族,这些材料表现出难以想象的良好性能:重量轻、柔韧性好、性质稳定,不仅超薄,而且在不同环境下或表现出超强性能,或表现出高绝缘或高导电性能,为工程师和设计师提供了多种可选择的材料特性。它可用于日常生活,从穿衣到计算机无所不包。预计,就像聚合物的普遍使用一样,这种新型材料也将改变人类的生活。










