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世界上最大的減速齒輪原理

職場 更新时间:2024-12-23 12:56:59

在許多技術領域,東西越小越好,現在的機械已經變得如此之小,僅用原子來衡量。德國埃爾朗根-紐倫堡大學(FAU)的研究人員現在已經開發出他們所謂的世界上最小的工作齒輪。

世界上最大的減速齒輪原理(科學家開發世界上最小的工作齒輪)1

分子機器和納米機器人在未來幾十年可能會非常有用,有助于構建電子元件,在體内運輸藥物,或操縱單個細胞或分子。為此,科學家們已經開發了許多機器部件的納米級版本,如電機、活塞、泵、扳手和螺旋槳。

現在,FAU團隊又将另一個重要的機器部件加入了名單--齒輪。該裝置由兩個互鎖的部件組成,包括一個結構像螺旋槳的三蝶烯分子,與之垂直的是一個像闆子一樣的硫靛分子的扁平部分。

世界上最大的減速齒輪原理(科學家開發世界上最小的工作齒輪)2

它們一起工作,就像一對齒輪一樣。這對齒輪的傳動比為2:3,因此,當扁平部分旋轉180度時,“螺旋槳”結構隻旋轉了120度。整個裝置僅包含71個原子,長度為1.6納米,據該團隊稱,這使得它成為世界上最小的工作齒輪。

該系統可以用光輕松地打開和關閉,從而獲得了分子 “photogear”的名稱。這标志着分子齒輪首次允許這種直接控制,而不僅僅是被動運動。

研究人員說,這種新的分子“photogear”允許更多的分子機械,并且應該為新的納米級齒輪系統鋪平道路,這些系統可以在更遠的距離、不同的方向和不同的速度下傳輸運動,就像它們的宏觀對應物一樣。

該研究發表在《自然化學》雜志上。

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