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世界上最小的车比头发丝还要小1000倍
(2016-10-10 15:14:30)
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杂谈 |
世界上最小的车？Smart、MINI、Peel
2016年诺贝尔化学奖刚刚揭晓，要问化学奖怎么跟造车联系上了？
让我们一步步的来看看化学界老教授们是怎么办到的：
首先，早年间化学界的通识是：微观世界由布朗运动主导，每个分子都像行尸走肉一般进行着无规则的行走，人为是无法干涉的。
而法国斯特拉斯堡大学荣誉退休教授让-皮埃尔·索瓦，在1983年的时候借助铜离子把分子做成了两个钥匙环套在一起的形状，形成一个几十纳米的完整大分子，专业名词叫“索烃”，这在自然界，甚至在传统化学反应中都是不可能出现的结构。
更加厉害的是，两个环不光是套在一起，还能打破无规则布朗运动变成来回来去的动。这在以前的化学界是不可想象的！
后续化学家们一发不可收拾的又做出了三叠结、三叶形纽结、所罗门结、奥运五环、小人儿，甚至是用语言无法形容的、复杂的多环套多环的各种奇葩结构……总之就进入了“超分子化学”阶段。
之后，另一位打小就梦想成为一名分子艺术家的得奖人——美国西北大学化学教授詹姆斯·弗雷泽·司徒塔特再接再厉，他脱离了单纯的环状结构，在1991年，做了个更加奇葩的形状——环状分子结构与轴状分子结构的机械结合体，说白了就是在一个哑铃上套了一个环，也有个专业名词叫“轮烷”。对该结构加热时，环状分子还能在轴上跟织布机梭子一样上下移动。
到了1994年，司徒塔特已经能够完全控制环状分子的运动状态，再次秒杀布朗运动。
大家可能不禁要问，做出这么多结构有什么卵用？我想说并没有什么卵用，就是化学家们觉得能用分子玩拼接搭积木，什么都想试一试于是停不下来了。
但是你有没有意识到，分子造车的端倪已经显现了！分子链研究其实已不再只是满足好奇心的领域，毕竟，这种有序的、利用机械力维持外形的、可以活动的结构，就是零件儿啊！
终于轮到获奖第三人荷兰荷格罗宁根大学有机化学教授伯纳德·费灵格出马了。1999年，他设计出了一个可以朝着同一个方向转动的牛X结构——“分子马达”。马达啊！看我就说他们是在造车吧！
跟宏观世界中的马达不同，分子马达既不烧油也不费电，它是用光做能量，光一照就能转。经过不断优化，目前分子马达的旋转速度已经达到了1200万转/秒。
关键时刻来了！
2011年，费灵格教授团队制造了一款四驱纳米车，一个分子底盘安装了四个作为轮子的马达，通过毫伏电脉冲来驱动，电子激起分子马达“车轮”中双键的异构化作用，汽车就会前行！用10个电子，该车就能向前移动6纳米的距离。不只是前行，采用另一种震动能量还可以让车轮180度转弯。
与2005年詹姆斯·托尔建造的第一辆纳米车相比，加装了分子马达作为驱动的分子车，更接近一辆宏观世界的汽车雏形。
分子马达带来的可控生物运输，对于人类医疗进步将有重大影响，例如将癌症用药直接送至癌细胞等等。除此之外，分子马达未来还可用于开发新材料、新型传感器和能量存储系统等等，其目前所处阶段相当于19世纪30年代的电动马达，前景十分值得期待。
未来的未来，是不是会出现由微观世界分子结构驱动的宏观世界的交通工具？
想想都有些小激动，这才是真正的跨界车！
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