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纳米级怪物卡车赢得世界上最短的比赛

导读 世界上距离最短的比赛 - 人类头发宽度的一小部分 - 在金色和银色的赛道上运行,耗时高达30个小时。鉴于这些车辆肉眼看不见,您的典型赛

世界上距离最短的比赛 - 人类头发宽度的一小部分 - 在金色和银色的赛道上运行,耗时高达30个小时。鉴于这些车辆肉眼看不见,您的典型赛车迷可能会错过它。但是4月份的“nanorace”对于在纳米级工作的科学家来说是一个巨大的成功。据报道,

研究人员正在美国化学学会第254届全国会议和博览会(ACS)上展示他们的纳米机研究报告,这激发了人们对分子机器的兴趣,并引发了令人惊讶的新发现。)。世界上最大的科学协会ACS将在周四举行会议。它包含近9,400个关于各种科学主题的演讲。

“总体目标是向公众宣传纳米科学,”Eric Masson博士说。“然后,使用扫描隧道显微镜或STM仪器同时操纵多个纳米杯存在技术挑战。此外,每个团队都有自己的目标。我们要看看我们是否可以将完整的超分子组装体沉积到表面上,并控制其运动。“

Masson和Saw-Wai Hla博士共同领导了俄亥俄大学的团队。他们设计并制造了长度约为3.5纳米的最大型汽车。官方称为Bobcat Nanowagon,它有一个假轮烷H形框架,有四个相对较大的葫芦脲分子作为轮子。由于它的大小,它被讽刺地称为怪物卡车。但与普通车辆不同,它没有马达。因此,为了移动纳米刀,研究人员在Hla的实验室中使用了STM仪器。

“我们在汽车中加入了正电荷受体,”Hla说。“因此,如果我们在指向汽车的STM尖端注入正电荷,就会产生排斥力,汽车会移动。我们发现它运作良好。“

这场比赛被称为有史以来第一次纳米赛车比赛,于4月28日在图卢兹的法国国家科学研究中心(CNRS)举行。来自三大洲的六支队伍进入了他们的分子大小的赛车手。但是因为图卢兹的STM仪器只有四个技巧,每个只能控制一个纳米级,俄亥俄州的团队将他们的纳米技术保留在Hla的实验室,但是从CNRS远程“驱赶”它。

“我的理解是,这是第一次,”Hla说。“我们从半个地球上以原子尺度操纵汽车。”

Hla和Masson的纳米线在金色轨道上行进了43纳米,然后由于轨道的特别粗糙部分和中西部地区的电力波动而卡住了。虽然它没有完成这个课程,但它比其他三个参赛者走得更远,为球队赢得了第三名。

Masson和Hla表示俄亥俄队在比赛中发现了一些有趣的东西。他们通过将底盘分子悬浮在水中,添加轮子分子然后蒸发水来组装纳米塔。大约70%的结构看起来像两轮悬停板,少数有三个轮子,大约10%有四个轮子。他们惊讶地发现很少有车轮没有连接任何东西。

“这意味着打破底盘是一种共价键,而不是破坏底盘和车轮之间的非共价键,”马森说。“这完全违反直觉,因为通常非共价键比共价键弱得多。这是一个理论上的好奇心。“

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