合成微型马达研究人员在超分子水平上将化学能转化为旋转能

慕尼黑工业大学 (TUM) 的研究人员开发出一种超分子级别的人造发动机，能够产生惊人的动力。这种卷扬发动机是一种由特殊分子制成的微小带状物。当施加能量时，这种带状物会自行排列，像小鳍一样移动，从而可以推动物体。这是第一次，这种发动机的能量来自化学燃料。

到目前为止，化学能转化为超分子水平的旋转能(即由多个分子组成的小物体)仅存在于生物学中。原始细菌(称为古细菌)利用化学燃料 ATP 来旋转其微小的鳍状运动器官鞭毛，从而四处移动。

迄今为止，尚未出现该过程的合成复制品。未来，这项新进展可能用于在血管中游动的纳米机器人，例如用于检测肿瘤细胞。

化学燃料驱动旋转

由 Brigitte 和 Christine Kriebisch 以及超分子化学教授 Job Boekhoven 领导的团队开发的肽带长几微米，宽只有几纳米。当添加化学燃料时，它们会形成结构，肽带会卷成小管，从而开始旋转。这个过程甚至可以在显微镜下实时观察。

研究人员发现，他们可以通过添加燃料的量来控制纳米带的旋转速度。此外，纳米带的分子构件结构可以影响旋转方向(顺时或逆时)。该研究结果发表在《化学》杂志上。

在表面爬行

研究人员与慕尼黑工业大学分子生物物理学教授 Matthias Rief 合作，后者致力于研究最先进的光学测量方法，他们发现，这些纳米带对周围环境施加的力足以移动微米级物体。确定这种力是实现实际应用最重要的结果之一。

例如，如果将几条旋转的带子聚集在一个中心点，就可以制造出可以在表面爬行的小型“微型步行器”。未来，经过进一步改进后，这些微型步行器可能用于医疗应用，例如在体内运输药物。所使用的燃料还不适合用于此，因为它会对生物体有害。