萊斯大學和奧地利格拉茨大學的科學家用光來驅動了單分子三輪納米跑車，并且首次看到了它們是如何移動的。

　　納米小車的發(fā)明者和化學家James Tour的實驗室在六年前合成了光驅動的納米小車，但在奧地利實驗物理學家的幫助下，他們現(xiàn)在能夠同時驅動一個單分子車的車隊了。

　　關于這項工作的一份研究報告發(fā)表在了美國化學學會的期刊《ACS Nano》上。

　　“看到機動化的納米跑車可以通過光激活的馬達來推動，還是挺讓人興奮的，”Tour說，他在2005年提出了納米小車的概念，并在一年之后實現(xiàn)了機動化。“這些三輪車是觀察到的第一批用任何方法來推動其跨越表面的光驅動納米車，更不要說使用的是掃描隧道顯微鏡了。”

　　在即將在法國圖盧茲舉行的國際納米車大賽上，與其他人用化學或隧道顯微鏡的尖端來驅動車輛不同，萊斯大學的研究人員利用特定波長的光來使他們的納米跑車沿著銅表面移動。這些車具有后輪分子發(fā)動機，其在被光擊中的時候會沿著一個方向旋轉。這種旋轉就像螺旋槳在水里一樣推動車輛前進。

　　這個由Tour和Leonhard Grill——曾任職于柏林的弗里茨-哈伯研究所的格拉茨大學的教授——領導的團隊，使用了由荷蘭科學家Bernard Feringa發(fā)明的波長敏感的改良版馬達，他也因為在分子機器上的研究分享了今年的諾貝爾化學獎。

　　遠程控制對于這些車輛的有用性來說至關重要。“如果我們必須用‘線‘——例如電子束——將車輛與電源連接起來，那么我們將失去很多的汽車功能，”Tour說。“用光來給它們提供能量，可以使它們開到任何一個光能照到的地方——最終我們希望它們能運載貨物。”

　　另一個優(yōu)勢是可以一次驅動一個納米小汽車車隊的能力。“這正是我們尋求的——用光來激活電機和使納米車群越過表面，通過電場梯度使其具有方向性，”Tour說。“這將使得我們能夠暢想這樣一個像螞蟻一樣使用納米機器的場景，讓它們來共同完成建設工作。”

　　Grill說，通過光來遠程控制車輛，使我們不再需要需要逐個與分子對應起來的局域化的探針。“此外，不再需要會污染表面和改變擴散特性的‘燃料’分子”他說。

　　Tour使用了改良版的Feringa馬達來為他實驗室的納米潛水泵提供動力。在這個例子中，該馬達是后輪。據(jù)Grill說，三輪的結構簡化了它的使用，因為較大的納米小車更難放置在設想的表面上，其在真空狀態(tài)下沉積的過程中常常會游離出來。

　　由第一作者，Grill組里的Alex Saywell在萊斯大學制作的納米跑車上進行的實驗證明，為了在真空中得到“增強擴散”，需要光照和溫度上的良好的平衡。

　　Grill說用光驅動納米機器提供了一個基本的優(yōu)勢——由于電機的波長敏感性從而使得我們能夠選擇性地誘導運動。266納米的紫外線相比于不用馬達控制跑車分子增加了一倍的跑車運動。而在355納米下，則會增加兩倍。

　　這種由112個原子組成的光活化跑車，達到了每小時23納米的最高速度。

　　絕對溫度161開爾文（華氏零下170度）的表面活化溫度被證明是最好的驅動條件。如果溫度過冷，該跑車將會粘在表面上；如果太熱的話，它們即使沒有馬達的幫助也會隨機地擴散。

　　“我們驚訝于電機的存在與運動的增強之間清晰的相關性，需要光和熱來激活此運動——與Feringa電機的概念完全一致——而解決方案中的波長敏感性在光譜學上很好地滿足了我們的預期，”Grill說。