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迄今小马达仅由十六个原子组成

作者:甘肃金泰板材     发布日期: 2020-06-20     二维码分享

据物理学家组织网16日报道,来自瑞士联邦国家实验室(Empa)和洛桑联邦理工学院(EPFL)的科学家开发出了世界上.小的分子马达,其由16个原子组成,并且可以在同一个方向稳定旋转,有望将能量收集推升至原子级。此外,该马达恰好在经典运动与量子隧穿间的边界移动,也可以供科学家研究量子隧穿过程及其中能量耗散的原因。

Empa功能表面研究小组负责人奥利弗·格洛宁说:“这一.小马达不足一纳米,使我们接近分子马达的极限尺寸。”

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研究人员解释说,一台分子机器的功能与其在宏观世界中的对应物体相似:将能量转换为定向运动。自然界中也存在这样的分子马达,如肌球蛋白。肌球蛋白是运动蛋白,在生物体的肌肉收缩和在细胞间输送其他分子方面起重要作用。

与大型马达类似,新分子马达由一个定子(固定部分)和一个转子(运动部分)组成,转子在定子表面旋转,可以占据6个不同的位置。格洛宁解释说:“为使马达真正发挥作用,至关重要的是定子必须使转子只能沿一个方向移动。”

结果表明,该分子马达具有99%的方向稳定性,这使其与其他类似的分子马达区别开来,为原子级能量收集开辟了一条途径。

此外,量子物理学定律指出,粒子可以“隧穿”:即使转子的动能在传统意义上不足,转子也可以克服屏障隧穿。这种运动通常在没有任何能量损失的情况下发生。因此,从理论上讲,在传统物理学向量子力学过渡的区域,转子朝两个方向旋转的几率一样,但该分子马达朝同一方向旋转的几率为99%,表明隧穿过程中存在能量损失。

研究人员总结道:“这一迄今.小分子马达不仅为分子科学家开发了探索微观世界的工具,也可以供科学家研究量子隧穿过程及其间能量耗散的原因。”

 本文转自人民网,如有侵权请告知本站删除。


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