科技日報(bào)記者 張夢然
英國曼徹斯特大學(xué)和法國斯特拉斯堡大學(xué)組成研究團(tuán)隊(duì)共同創(chuàng)造了一種新的人工微型電機(jī)。它的設(shè)計(jì)靈感來源于人體內(nèi)的蛋白質(zhì)，通過模仿“驅(qū)動生命”的自然機(jī)制，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械運(yùn)動。相關(guān)成果發(fā)表在最新一期《自然》雜志上。
團(tuán)隊(duì)通過模擬生物學(xué)中使用的分子機(jī)器——那些負(fù)責(zé)運(yùn)輸物質(zhì)、處理信息或復(fù)制等重要任務(wù)的小型天然機(jī)制，創(chuàng)造出獨(dú)具特性的新材料，而這些特性是自然界中沒有的。
此次新開發(fā)的電機(jī)尺寸非常之小，甚至比一根頭發(fā)絲還要細(xì)得多。它們被嵌入到一種合成凝膠材料內(nèi)部，添加“燃料”后，就會像小型汽車引擎那樣運(yùn)作，將燃料轉(zhuǎn)換為能量，同時(shí)排出廢料。這個(gè)過程中產(chǎn)生的能量用來旋轉(zhuǎn)電機(jī)，進(jìn)而扭曲凝膠中的分子鏈，使凝膠本身收縮并儲存能量，這有點(diǎn)像把松緊帶擰起來儲存彈性勢能。
團(tuán)隊(duì)展示了這些電機(jī)可以用來開啟或關(guān)閉微小孔洞，以及加快某些化學(xué)反應(yīng)的速度。未來這項(xiàng)技術(shù)有望在多個(gè)領(lǐng)域帶來革命性變化。如在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，這樣的分子機(jī)器可用于靶向藥物遞送，提高治療效率；在能源方面，它們可能提供一種新型能量存儲解決方案；而在納米技術(shù)中，這些電機(jī)或成為構(gòu)建復(fù)雜納米結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵組件。
總編輯圈點(diǎn)
新研發(fā)的人工電機(jī)雖然極其微小，但在添加燃料后，就能像小型汽車引擎般工作，這不僅為理解生命的基本過程提供了新視角，也為未來的科技應(yīng)用帶來廣闊前景。此外，這一進(jìn)展也強(qiáng)調(diào)了跨學(xué)科合作的重要性。生物學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)以及工程學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的知識和技術(shù)融合在一起，共同推動了科學(xué)的進(jìn)步。隨著進(jìn)一步的研究和發(fā)展，我們期待看到更多基于此原理的技術(shù)創(chuàng)新，為人類社會帶來深刻變革。
