来自瑞士的一组研究人员研发出仅由16个原子组成的分子马达。

世界上最小的分子马达

瑞士联邦材料科学与技术实验室Empa的功能性表面研究小组负责人合著者OliverGrning博士说：“这使我们能够接近分子电动机的极限尺寸了。”

该团队的分子电动机的尺寸小于一纳米，由一个定子和一个转子组成，即一个固定部分和一个运动部分。

转子-对称的乙炔（C2H2）分子-在定子的表面旋转，它可以占据六个不同的位置。

早期曼彻斯特大学的科学家的成果

格罗宁博士说：“要使电动机真正发挥作用，至关重要的是定子必须使转子只能向一个方向移动。”

定子具有基本三角形的结构，由六个钯（Pd）和六个镓（Ga）原子组成。

转子可以连续旋转，并且顺时针和逆时针旋转必须不同。

“因此，电动机具有99％的方向稳定性，这使其区别于其他类似的分子电动机，”格罗宁博士解释说。

“通过这种方式，分子电动机为原子级的能量收集开辟了一条途径。”

微型电动机可以由热能和电能驱动。

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研究人员说：“热能促使电机的定向旋转运动变成随机方向的旋转——例如，在室温下，转子以每秒几百万转的速度完全随机地来回旋转。”。

“相反，由电子扫描显微镜产生的电能，其尖端有一小股电流流入电动机，可引起定向旋转”

“单个电子的能量足以使转子继续旋转仅仅六分之一圈。所提供的能量越高，运动的频率就越高，但是同时，转子在随机方向上运动的可能性也就越大，因为太多的能量可以克服“错误”方向上的棘爪。”

根据经典物理定律，使转子相对于溜槽的阻力运动所需的能量是最小的；如果提供的电能或热能不足，转子将不得不停止。

令人惊讶的是，科学家能够在低于17开尔文（零下摄氏度，或零下.8华氏度）或低于30毫伏的外加电压下，在一个方向上观察到独立的恒定旋转频率。

“这种马达可以让我们研究量子隧穿过程中的能量耗散过程和原因，”格洛宁博士说。

该影像显示了张恒定电流STM图像的序列，每帧之间有10秒的时间间隔。影片显示了两个C2H2电机，并将实验设置写在两个面板的顶部。上方面板显示原始STM数据，下方面板显示相应的插值图像（原始像素分辨率的4倍）和对比度增强的图像。通过用所有帧的平均值减去每个单独的帧来实现对比度增强。

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