图片来源：宾夕法尼亚州立大学 |
来自宾夕法尼亚州立大学和莱斯大学的科学家发现了有史以来最小的开关：单个分子。并且由于开关是计算机内存和逻辑系统的核心，这些结果发表在今天出版的《科学》杂志上，可能为分子计算的未来带来希望。
使用扫描隧道显微镜，研究人员拍摄了单个分子的照片，这些分子被称为亚苯基乙炔低聚物，位于涂有不同化学物质的表面上，时间长达26小时。当分子处于“开启”（下图）和“关闭”（上图）状态时，会呈现不同的形状。通过改变支撑层中分子的排列方式，科学家们能够控制引入的分子的开关频率。更有序的环境似乎限制了分子通过围绕原子之间的单键旋转来改变其形状或构象的能力。当这种旋转受到阻碍时，开关也会受到阻碍，这表明两者之间存在联系。
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尽管科学家们在将分子从“开启”状态变为“关闭”状态方面取得了一些成功，但将它们开启却更加困难。宾夕法尼亚州立大学的化学教授保罗·韦斯说：“之前有人预测单个分子不会开关，但我们证明它们可以，并且我们至少确定了部分机制。” 他提醒说，他们离为分子开关设计应用（例如计算机架构）还有很长的路要走。他说，下一步是“弄清楚如何控制分子在‘开启’和‘关闭’之间的运动。”