风车。 六叔丁基十环烯分子类似于一个迷你转子,直径为1.5纳米。在这张扫描隧道显微镜图像中,该分子旋转速度非常快,以至于各个叶片都变得模糊不清,看起来像一个甜甜圈或环面。 |
IBM公司苏黎世研究实验室的科学家在《科学》杂志上报告了一种比针头还小的风车。该结构是六叔丁基十环烯(HB-DC)的单个分子:六个庞大的叔丁基叶片从中心的苯环向外展开。叶片尖端氢原子之间的空间位阻相互作用使它们像螺旋桨上的叶片一样扭曲。
詹姆斯·K·吉姆泽夫斯基和他的同事将足够多的HB-DC分子沉积在干净的铜表面上以几乎覆盖它,但并没有完全覆盖。然后,他们使用超高真空扫描隧道显微镜对它们进行了研究。
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一些HB-DC分子结合在一起形成了一个紧密的晶格,但在存在纳米级空隙的地方,分子具有更大的自由度。在这里,该小组观察到单个原子,这些原子没有经典的六叶形状,而是类似于甜甜圈。他们的结论是:这些分子旋转的速度太快,以至于相机无法捕捉到——因此叶瓣模糊成了一个环。它们周围的分子充当了一种轴承。
这种迷你转子比许多经典的微型机械小得多,后者的尺寸以数十微米为单位。它在干燥状态下工作,并且似乎是无磨损的,因为它仅重1.33 x 10-24千克。要使其旋转,只需扫描隧道显微镜尖端轻轻一 nudge 即可。
图片来源:J.K. GIMZEWSKI 和 C. JOACHIM,《IBM Research Division, Zurich Research Laboratory, Ruschlikon, Switzerland.》