分子螺旋槳
分子螺旋槳是一種分子，由於其仿照宏觀螺旋槳設計的特殊形狀，在旋轉時可以推動流體：它有數個分子尺度的槳葉，以特定的螺距角附著於一根沿著旋轉軸對齊的軸心圓周上。
由伊利諾大學芝加哥分校的 Petr Král 教授團隊所設計的分子螺旋槳，其槳葉由平面芳香族分子構成，軸心則為一根碳奈米管。分子動力學模擬顯示，這些螺旋槳可作為液體內部與表面的高效幫浦。其泵送效率取決於槳葉與液體間介面的化學性質。例如，若槳葉為疏水性，水分子不會與其結合，螺旋槳便能有效地泵送水分子。若槳葉為親水性，水分子會與具極性的槳葉中的原子形成氫鍵。這會大幅阻礙其他水分子在槳葉周圍的流動，並顯著減緩其泵送速度。
驅動方式
分子螺旋槳可由分子馬達驅動旋轉，而分子馬達可透過化學、生物、光學及電學方式，或各種棘輪狀機制來驅動。自然界中，大多數的生物活動是透過大量高度精密的分子馬達來實現，例如肌球蛋白、驅動蛋白和ATP合成酶。例如，附著於稱為鞭毛的蛋白質尾部的旋轉分子馬達，能夠推動細菌前進。
應用
同樣地，分子螺旋槳與分子馬達的組合可構成一部奈米級機器，能夠泵送流體或進行移動。這些奈米系統的未來應用範圍廣泛，從物理學和化學中的新型分析工具、生物學和醫學中的藥物輸送與基因治療、先進的奈米流體晶片實驗室技術，到在奈米或微米尺度上執行各種活動的微型機器人。
參見
- 分子模型
- 分子馬達
- 奈米車
- 奈米科技
參考文獻
外部連結
- 伊利諾大學芝加哥分校新聞稿
- CBC新聞的科技與科學焦點
- 《自然》期刊關於分子螺旋槳的焦點報導
- 《自然奈米技術》期刊關於分子螺旋槳的焦點報導
Category:分子機械