工程師們夢(mèng)想著單分子制造的馬達(dá)能夠開啟分子水平的機(jī)器生產(chǎn)。然而，單單是根據(jù)較大的發(fā)動(dòng)機(jī)建造模型也是極其困難的?，F(xiàn)在，來(lái)自法國(guó)和俄亥俄州立大 學(xué)的研究人員已經(jīng)合作了一個(gè)新的項(xiàng)目，并且創(chuàng)造出第一臺(tái)能夠順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的分子發(fā)動(dòng)機(jī)。這個(gè)項(xiàng)目的首席作者之一克里斯蒂安-喬希姆說(shuō)道：“要?jiǎng)?chuàng)造一 臺(tái)可以工作的分子發(fā)動(dòng)機(jī)必須要從基礎(chǔ)開始，并且忘記宏觀規(guī)模的發(fā)動(dòng)機(jī)。”

這種分子發(fā)動(dòng)機(jī)有1納米高、2納米寬。轉(zhuǎn)子含有5根鐵質(zhì)輻條，其中 一根比其它的要短，而且在旋轉(zhuǎn)的時(shí)候很容易察覺(jué)。這種分子發(fā)動(dòng)機(jī)使用了一種名為非彈性電子隧道效應(yīng)的量子機(jī)械過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中射向分子的電子在轉(zhuǎn)移的過(guò) 程中失去了一部分能量，產(chǎn)生的振動(dòng)就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子。而且它們的轉(zhuǎn)子即使在零下316華氏度下也能夠進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。一臺(tái)掃描式隧道顯微鏡在分子發(fā)動(dòng)機(jī)上方盤旋，通 過(guò)刺激分子發(fā)動(dòng)機(jī)的不同部分來(lái)測(cè)試它的性能。

研究人員發(fā)現(xiàn)他們能夠通過(guò)將能量集中到微型發(fā)動(dòng)機(jī)的不同部分來(lái)控制它的旋轉(zhuǎn)。比如說(shuō)，以較長(zhǎng)的 每一根輻條為目標(biāo)都會(huì)導(dǎo)致逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，而以較短的那根輻條則會(huì)導(dǎo)致順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。喬希姆說(shuō)道：“這種發(fā)動(dòng)機(jī)是分子概念的，它的目標(biāo)是改善我們對(duì)于單分子旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動(dòng)的認(rèn)知。”研究人員現(xiàn)在專注于實(shí)現(xiàn)兩個(gè)目標(biāo)：一是將這種發(fā)動(dòng)機(jī)連接到納米級(jí)別的齒輪上，另外一個(gè)是將它安裝到一種納米級(jí)的分子小汽車上來(lái)為它提供能量。