美国科学家已经制造出只有 71 个原子长和 1.6 纳米长的微型工作齿轮。

分子光学齿轮的每个组件如何工作的图示（左），齿轮中两个组件的分子模型 - 灰色转子和黄色圆盘（右）。照片：FAU

在许多技术领域，更小意味着更好。今天的机器也变得如此紧凑，以至于它们可以用原子来测量。德国埃尔兰根-纽伦堡大学 (FAU) 的团队开发了一种声称是世界上最小的工作装置的新设备。该研究于 4 月 18 日发表在《自然化学》杂志上。

纳米机器人和分子机器在未来几十年可能变得非常有用，有助于制造电子设备、在体内输送药物以及操纵单个细胞和分子。科学家们已经开发出许多机器零件的纳米级版本，例如马达、活塞、泵、扳手和螺旋桨。

FAU 专家团队在清单中添加了一个必不可少的成分，即齿轮。该装置由两个互锁部分组成：具有螺旋桨状结构并垂直于它的三蝶烯分子是一块扁平的硫靛分子，其作用类似于碟子。

它们作为一对齿轮一起工作，有助于传递和减少运动。它们的齿轮比为 2:3，因此当圆盘旋转 180 度时，螺旋桨仅旋转 120 度。整个装置仅包含 71 个原子，长度为 1.6 纳米。

该系统可以通过光轻松开关，因此被称为分子光学齿轮。这是分子齿轮第一次允许这种直接控制，而不仅仅是被动运动。

该团队表示，新的分子光学齿轮使分子机械更加灵活，为新的纳米级齿轮系统铺平了道路。该系统可以在更长的距离、不同的方向、不同的速度和不同的速度上传输运动，就像大尺寸齿轮类型一样。