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全球首场纳米汽车“F4大赛”即将开赛

来源:中国科技网-科技日报 2017-04-21     房琳琳

  左图 准备参赛的6个纳米单分子汽车。图片来源《自然》官网

  来自三大洲的6个团队正在摩拳擦掌,准备参加4月28日在法国举行的前所未有的“F4大赛”。赛事主角不是超级豪华跑车,也不是明星赛手,而是单分子纳米级汽车。《自然》杂志官网20日报道称,获胜的标准是在36个小时内,将纳米汽车在真空实验室轨道上移动100纳米(约为人类头发直径的千分之一)。

  赛事组织者之一,法国图卢兹大学材料制造和结构研究中心的化学家克里斯汀·乔其姆表示,这是全球首场纳米汽车竞技比赛,初衷在于“激发公众对纳米技术和分子机器的兴趣”。

  2016年诺贝尔化学奖授予纳米机器的创造者,让公众对该领域有了更多兴趣。但这位诺贝尔奖得主关注的是多个分子研究,而此次比赛将关注单分子与固体表面的相互作用。自宣布组织比赛以来,“纳米分子汽车”获得了比纳米基础技术研究更多的关注。

  实际上,“纳米汽车”并非准确学术名词,毕竟分子没有马达,其动力来源是一种扫描隧道显微镜(STM)尖端的电子,它能帮助分子摇摆振动,但每次只能前进0.3纳米,因此,100纳米已经是相当长的距离了。

  比赛规定,参赛者不能用STM尖端直接推动参赛分子车。有的团队准备提升进入STM中的电子能量级以引起振动,或改变分子结构后引起振动,有的团队用静电斥力作为主要驱动力,还有的团队把分子车设计得像蝴蝶翅膀一样,通电后煽动翅膀获得动力。

  参赛团队的目的不尽相同。日本团队希望借助图卢兹实验室最先进的STM,更好地了解分子行为;美国俄亥俄大学化学家埃里克·马森希望了解他的赛车轮子(南瓜形原子组)能否在轨道表面滚动或滑动。

  据悉,分子汽车比赛的同时,团队将每隔1个小时制作分子战绩视频并立即在线发布,让观众尽可能同步观看“现场直播”。

  图卢兹实验室先进的STM拥有4个扫描指针,允许4个“纳米汽车”同时竞技,因此,6个参赛队伍本周将进行竞争,争夺决赛资格。

  总编辑圈点

  这些赛车造型不拘一格,比赛方式也颇“不正经”,而且无论赛程还是赛果,人类用肉眼都无法看到,只能仰仗探针显微镜进行实况转播。但它却是一场史上最萌的汽车竞技,在“诱惑”着公众兴趣的同时,还闪耀着奇思妙想与科学实践的光辉。

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