光控微型齿轮的发明

齿轮是重要的技术部件，即使在纳米尺度上也是如此。德国纽伦堡大学的研究人员创造了新的微型纪录。

它只有 1.6 纳米，约为头发丝粗细的五万分之一：世界上最小的从动齿轮。它是由埃尔兰根-纽伦堡弗里德里希-亚历山大大学（FAU）的研究人员开发的。亨利-杜贝（Henry Dube）教授的团队在《自然-化学》（Nature Chemistry）杂志上报告说，这是第一个可以专门控制的分子齿轮。

齿轮由两个相互交错的部分组成，仅由 71 个原子构成。一部分是三庚烯分子，其结构让人联想到螺旋桨或桨轮。第二部分是硫代靛蓝分子的扁平片段，类似于一个小盘子。如果平板旋转 180 度，螺旋桨只旋转 120 度，从而产生 2:3 的平移。

研究人员解释说，这种纳米齿轮是由光激活和控制的。在光能的驱动下，平面碎片和三庚烯螺旋桨同时耦合运动。FAU 团队发现，仅靠热量不足以产生齿轮运动。

微型化是现代技术进一步发展的基础，也是笔记本电脑、智能手机和内窥镜等小型设备实现更高性能的基础。与此同时，研究人员正在纳米尺度上研究仅由几个原子组成的开关、转子或电机，以制造所谓的分子机器。迄今为止，在分子水平上制造齿轮的尝试都因控制系统而失败：结果只是被动地随意来回移动。