电竞菠菜外围app近日,中科院高能物理研究所课题组研制成功锕系分子机器相关材料,首次实现了分子机器的宏观形变中国机械发展史论文,并能精确控制形变和通过控制紫外线照射时间来改变材料的曲率。相关研究成果在线发表在国际期刊《Nature-Communications》上。
起点:“分子机器”有望带来新技术革命
“分子机器”是分子水平的微型机器。它由分子级结构单元组成,可以执行由外部能量驱动的特定功能。在生物世界中,分子机器并不少见。比如细胞就像一个微型工厂,里面的各种蛋白酶是分子机器,具有运输物质的功能。
电竞菠菜外围app长期以来,面对神奇的自然生命,科学家们一直在思考一个问题:“有没有可能以化学的方式人工制造分子机器?” 2016 年,诺贝尔化学奖授予了三位超分子化学家中国机械发展史论文,以表彰他们“发明了分子机器,这些机器可以在给定能量时以受控方式运行并执行任务”。
“第一次工业革命后,机器逐渐帮助人类承担了大量繁重的体力劳动,从根本上改变了人类社会的生产方式和发展进程。我们希望通过化学方法实现分子机器的精密构建,吸引新一轮的材料和信息技术的变化。” 论文通讯作者、中国科学院高能物理研究所年轻研究员梅磊告诉《中国科学报》。
电竞菠菜外围app近年来,分子机器研究取得了长足的进步,研究人员对分子运动的操控达到了前所未有的新高度,但这种“控制”大多是在单个分子机器上实现的。
“目前,分子机器离实际应用还很遥远。要实用,关键在于实现分子机器的装置化和集成化,而极具挑战性的科学问题之一是‘如何实现分子机器的协同化和集成化。小组层面。宏观机械反应',”梅雷说。
电竞菠菜外围app历史:从宏观到微观再到宏观
论文通讯作者、中科院高能物理研究所研究员石伟群告诉《科学中国报》,这一成果历时三年,最初源于一次偶然的发现。
2018年底,研究人员最初是在研究锕系超分子系统在溶液中的动态响应行为。然而,当他们用光照射锕系-有机轮烷配合物的晶体时,却意外地发现晶体有轻微的变形。“就像向日葵一样,复合物中的分子机器对光有反应,”梅雷说。
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“起初我们认为这是一个偶然的现象,然后我们讨论了它中国机械发展史论文,并决定在光照和变形之间建立一个定量的关系。” 史维群说道。
他们对定量关系的结果感到非常兴奋。他们初步推断,分子机器在光的作用下正在进行有规律的协调运动。
“分子机器研究的难点之一,一直是要让一个分子机器群中的每一个结构单元一致运动。让一个分子机器运动很容易,但必须把它变成一个基团,让每一个分子都是听话,如果有宏观效果,也不容易实现,”梅雷说。
在观察到分子机器相干现象后,研究人员“钻入”微观世界,开始研究这种现象是如何发生的,并构建了一个“基于分子机器概括微观原理的新型光敏锕系元素”的案例。轮烷材料”。
“在前人对锕系-有机轮烷配合物的研究基础上,我们首次将具有光二聚活性的葫芦脲主-客体体系引入铀酰-轮烷结构中,成功构建了新型光活性锕系聚轮烷材料,并实现了材料在紫外光照射下的宏观力学响应可控。" 梅磊说道。
目标:高灵敏度光学执行器
今年年初,他们将这一发现写成论文投稿给《自然-通讯》。在论文中,他们不仅展示了新材料的设计方法,描述了分子的宏观响应效应,还解释了这一现象背后的分子机制。
“投稿一个月后审稿意见退回,只是做了一些小修改,从投稿到录用用了两个月。” 梅磊说道。
在审稿意见中,一位匿名审稿人表示:“这是一个高水平的实验,作者对实验结果的解读值得称赞。” 另一位匿名评论者表示:“弯曲变形可以通过调整光照时间来实现。精确控制中国机械发展史论文,这很有趣。”
未来,研究人员还有更远的目标。“我们想基于新发现的分子机器的机理构建更多的材料系统。未来我们的目标是让分子机器成为轻刹车。它将是一种新型的高灵敏度和耐用性材料中国机械发展史论文,”梅雷说。
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