具有固定偏心轴的单分子马达及其大面积有序阵列的构筑 - NanoST版

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NanoST版 - 具有固定偏心轴的单分子马达及其大面积有序阵列的构筑

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近年来，人工分子马达引起了科学家们的浓厚兴趣。生物体内的分子马达可以将化学能
转化为各种形式的机械运动，是生物体运动的原动力。通过设计新分子及其周围的物理
环境，人工分子马达可以将各种形式的能量转变为机械运动。对人工分子马达的研究有
望在分子尺度上实现各种可控的智能纳米机器，从而实现纳米世界的“工业革命”。目
前，人工分子马达的研究必须要解决两个问题：单个功能分子马达的固定和分子马达的
可控与集成技术。
最近，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室高鸿钧研究组高利等人在分子
马达的研究中取得重要进展。他们首次实现了金表面上具有固定偏心轴的单分子转子，
及其大面积的有序组装。他们使用的分子是(t-Bu)4-ZnPc。分子中的N原子和金表面上的
Au原子形成化学键，从而为分子提供了一个固定的转动轴。这个固定的转动轴不在分子
的中心。偏心轴为单分子转子的功能扩展提供了平台。如果将分子中心的Zn原子替换成
磁性原子（Fe，Co），可以得到在纳米尺度上旋转的磁场，借此可以制作纳米单分子发
电机。此外，他们利用金表面的重构结构首次实现了单分子转子的大面积组装，为分子
马达的集成提供了思路。

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