精選百科
本文由作者推薦
分子機器
分子機器，指由分子尺度的物質(zhì)構(gòu)成、能行使某種加工功能的機器，其構(gòu)件主要是蛋白質(zhì)等生物分子。因其尺寸多為納米級，又稱生物納米機器，具有小尺寸、多樣性、自指導、有機組成、自組裝、準確高效、分子柔性、自適應、僅依靠化學能或熱能驅(qū)動、分子調(diào)劑等其他人造機器難以比擬的性能，因此研究生物納米機器具有重大意義。它可以促進生物學發(fā)現(xiàn)，深入認識蛋白質(zhì)分子機器機制，開發(fā)生物分子機器和促進仿生學發(fā)展。2016年10月5日讓-彼埃爾·索瓦、J.弗雷澤·斯托達特、伯納德·L·費林加因“設計和合成分子機器”獲得2016諾貝爾化學獎。
簡介
動力來源
研究歷史
分子機器
到了1991年，斯托達特實現(xiàn)了分子機器誕生的第二步，他成功合成了“輪烷”。輪烷是一個或多個環(huán)狀分子和一個或多個啞鈴狀的線形分子為軸組成的分子集合。啞鈴狀的線形分子作軸穿過環(huán)狀分子的空腔，兩端結(jié)合有體積較大分子以防止線形分子滑出，從而形成了穩(wěn)定的輪烷結(jié)構(gòu)。
基于上述研究成果，斯托達特的研究團隊先后成功實現(xiàn)環(huán)狀分子在線形分子表面上升0.7納米的“分子電梯”，用輪烷構(gòu)成的“分子肌肉”成功彎折了一塊很薄的金箔，還開發(fā)出一種基于輪烷的計算機芯片，被認為在將來有望顛覆傳統(tǒng)的計算機芯片技術(shù)。
費林加則是研發(fā)出分子馬達（分子發(fā)動機）的第一人。1999年，他研制了一個分子轉(zhuǎn)子葉片，葉片能夠朝著同一方向持續(xù)旋轉(zhuǎn)。這個馬達可以讓一個28微米長、比馬達本身大1萬倍的玻璃缸旋轉(zhuǎn)起來。2011年，費林加的研究小組在分子馬達的基礎(chǔ)上制造了一款四驅(qū)納米汽車，一個分子底盤將4個分子馬達連接在一起作為輪子，當分子馬達旋轉(zhuǎn)時，納米汽車就能向前行駛。
至此，分子機器動起來了。
應用領(lǐng)域
分子機器
隨著生物技術(shù)水準的迅速進步，這樣的生物技術(shù)藥物可能會很快地代替現(xiàn)有藥物，為人類創(chuàng)造更好的福祉，可是這些構(gòu)建出來的融合蛋白還遠遠未能表達出人們所企求的結(jié)構(gòu)和功能水準——人工多結(jié)構(gòu)域“蛋白質(zhì)機器”所應該具有的理想境界，充其量它們只能算作是蛋白質(zhì)分子機器的一個雛形?，F(xiàn)在，正有科學家試圖把如此重要的機械在分子尺寸上組裝起來，制造一種極其微小的裝置，科學家意圖使用這種裝置來操控別的分子，運用于醫(yī)學可以用來清除肌體深處的病毒、癌細胞等，它們具有不可限量的應用前景。
不少國家紛紛制定相關(guān)戰(zhàn)略或者計劃，投入巨資搶占分子機器人這種新科技的戰(zhàn)略高地?！稒C器人時代》月刊日前指出：分子機器人潛在用途十分廣泛，其中特別重要的就是應用于醫(yī)療和軍事領(lǐng)域。
諾貝爾獎評選委員會表示，就像19世紀30年代，當電動馬達被發(fā)明出來時，科學家未曾想過它會在電氣火車、洗衣機、電風扇上被廣泛運用，給人類生活帶來翻天覆地的變化。正如當年的電動馬達一樣，分子機器未來很有可能將用于開發(fā)新材料、新型傳感器和能量存儲系統(tǒng)等，為人類的未來提供了無限可能。
榮獲諾貝爾獎
1983年，讓-皮埃爾·紹瓦熱邁出了通往分子機器的第一步，他將兩個環(huán)狀分子連成鏈狀，并將其命名為索烴。隨后的1991年，斯托達特成功制備了輪烷，其中一個分子為鏈，一個分子為環(huán)，環(huán)分子可以繞鏈轉(zhuǎn)動。在此基礎(chǔ)上，科學家成功研制了分子起重機、分子肌肉和分子芯片。費林加則是發(fā)展分子發(fā)動機的第一人。1999年，他制備了一種能夠持續(xù)朝一個方向轉(zhuǎn)動的分子發(fā)動機，用它轉(zhuǎn)動了比它大一萬倍的玻璃杯，并且設計了一個微型車。
2016諾貝爾獎獲獎者帶化學走出了僵局，并用給予能量的方式控制了分子的運動。從發(fā)展的眼光看，分子機器之于我們正如電動機之于19世紀的科學界先輩，那時他們并不知道這些線圈和磁石會化為電車、洗衣機、電風扇等等走進千家萬戶。分子機器很有可能會在未來的新材料、傳感器、儲能系統(tǒng)等領(lǐng)域大顯身手。
參考資料
[1]
新科諾貝爾化學獎成果揭示世界最小機器誕生歷程 · 央視網(wǎng)[引用日期2016-10-06]
[2]
分子機器人：定點清除病毒、癌細胞 · 生命經(jīng)緯新聞中心[引用日期2016-10-06]
[3]
深度解讀2016諾貝爾化學獎：分子馬達與納米火箭[引用日期2016-10-05]
分子機器相關(guān)的文章
尼摩星，《神雕俠侶》中的人物，蒙古三杰之一，來自天竺國的高手，擅長瑜珈之術(shù)，武功狠辣高強，使用一條蛇形鐵鞭，因名利所惑效力于忽必烈。生性勇悍自負，雖非光有武力之輩，卻沉不住氣立功心切，受金輪法王誘騙，誤中冰魄銀針毒，被迫自斷雙腿，保住性命。后來，尼摩星在羊太傅廟中襲擊郭芙、郭襄姐妹，幾近成功之際，卻
唐納德·特朗普（Donald Trump），1946年6月出生于美國紐約州紐約市皇后區(qū)，祖籍德國巴伐利亞自由州卡爾斯塔特鎮(zhèn)，美國政治家、企業(yè)家、房地產(chǎn)商人、主持人、電影演員，美國第45任總統(tǒng)（2017.1.20-2021.1.20）。
宗教戰(zhàn)爭是指宗教原因引發(fā)的戰(zhàn)爭，常見于宗教社會，既發(fā)于不同宗教之間，亦發(fā)于同一宗教的不同教派之間。
尚可名片
這家伙太懶了，什么都沒寫！
作者
