根据一份新的报告，科学家们设计出了一种单分子设备，能够将光转化为机械能。这些发现今天发表在《科学》杂志上，可能有助于未来分子机器的电机或开关的设计工作。
之前的研究表明，一些聚合物通过改变其构型来对光产生反应。反过来，这会改变它们所构成材料的长度。在这项新的工作中，由德国慕尼黑路德维希-马克西米利安大学纳米科学中心的Hermann Gaub领导的科学家团队，着手测试这种现象是否适用于尽可能小的尺度：单个分子。他们将聚合物分子的末端连接到载玻片上，另一端连接到原子力显微镜（AFM）的尖端。通过将两种不同波长的光照射到聚合物上，该团队使其在两种不同的长度之间切换了多次。
研究人员接下来试图确定他们的聚合物分子是否可以将这种光激发转化为机械功。在拉伸分子后，他们对原子力显微镜的尖端施加了一个力，拉动聚合物。五个光脉冲导致分子收缩并移动了原子力显微镜的尖端。然后，通过更长波长的光脉冲，聚合物可逆地恢复到其原始长度。
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实验结果表明，光敏分子可以用作纳米器件中的微型开关或致动器。该系统绝不是最优化的，研究合著者Nolan B. Holland（现就职于凯斯西储大学）说，但它确实表明这些分子可以将机械功添加到系统中。不同的分子可能具有更大的运动范围或能够承受更大的力。然而，这项工作的初步性质使得Gaub将对潜在应用的推测称为“科幻”，目前而言。