世界首场纳米车竞赛整装待发

扫描隧道显微镜将被用于驾驶第一辆纳米赛车。资料来源:休伯特·拉格特

来自三大洲的六支队伍正准备在法国南部的一条黄金跑道上参加比赛。但这并不是一个盛大的汽车派对:参赛者将驾驶单个分子来竞争。在36小时内，他们将把这些分子载体移动100纳米，而实验室中真空回路的温度仅略高于绝对零度。

图卢兹材料制造和结构研究中心的化学家、本次活动的组织者克里斯蒂安·约阿希姆(Christian Joachim)说，这是世界上第一次纳米汽车竞赛，此次活动的目标是让人们对纳米技术和分子机器感兴趣。约阿希姆和来自图卢兹-保罗·萨巴蒂埃大学的化学家盖内尔·拉彭发起了这场竞赛。

这一竞赛可能为那些想更多了解单个分子和表面之间相互作用的参与者提供科学见解。与会者说，这可能有助于催化剂的设计，长期目标将是发展运输货物或信息的分子技术。约阿希姆说:“这是一个由许多人同时进行的巨大实验。”

术语“纳米汽车”实际上是不正确的，因为竞争中的分子没有引擎。此外，还不清楚分子是否会像汽车一样前进:少数设计可能是这样的，但更多的设计没有轮轴或*。奥地利格拉茨大学的物理学家、美国-奥地利联合公司的负责人莱昂哈德·格里尔指出，他们将利用扫描隧道显微镜(STM)探针的电子来帮助分子连续移动，通常每次移动0.3纳米，完成100纳米的“相当大的距离”。

禁止参与者使用STM探针直接推动分子推车前进。一些团队的分子车依靠电子来提高能量水平，从而引起振动或改变分子结构，导致赛车一起风选。其他人认为电子的静电排斥是主要的驱动力。*家材料科学研究所的有机化学家中西和子(Waka Nakanishi)设计了一种纳米汽车，它有两套“扇叶”，当STM探针发射电子给分子汽车充电时，扇叶可以像蝴蝶翅膀一样摆动。她说，参加竞赛的部分原因是为了获得图卢兹实验室最先进的扫描隧道显微镜，以便更好地了解分子行为。(张张)

《中国科学日报》(2017-04-25，第三版国际版)

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