世界最小流量驅動電機面世

汽車、鑽機等機械內的馬達能幫民眾完成日常生活中的各種任務。繼德國研究團隊日前發佈消息稱首次成功使用DNA折疊法製造出了一款分子馬達後，荷蘭代爾夫特理工大學研究人員亦發佈消息稱，製造出世界上最小的流量驅動電機。受荷蘭標誌性風車和生物馬達蛋白的啟發，研究人員構建出一種通過DNA自我配置的流動驅動轉子，可將電能或鹽梯度的能量轉化為有用的機械功。這一成果為在納米尺度上設計主動機械人開闢了新的途徑。

幾千年來，旋轉電機一直是人類社會的動力源。據研究人員介紹稱，旋轉電機的種類很多，按其作用分為發電機和電動機，按電壓性質分為直流電機與交流電機，按其結構分為同步電機和異步電機。異步電動機按相數不同，可分為三相異步電動機和單相異步電動機；按其轉子結構不同，又分為籠型和繞?轉子型，其中籠型三相異步電動機因其結構簡單、製造方便、價格便宜、運行可靠，在各種電動機應用最廣、需求量最大。

研究人員指出，從荷蘭及世界各地的風車和水輪，到今天代表綠色能源未來的先進的離岸風力渦輪機。這些由水流或風力驅動的旋轉馬達在生物細胞中也有突出的應用，FoF1-ATP合成（左西又每）就是一個例子，它能產生細胞運行所需的燃料。但到目前為止，要製造納米級的合成結構仍然很難。此次製造的流量驅動電機是由DNA材料製成的。這種結構與薄膜中的納米孔（一個微小的開口）對接。在電場作用下，只有七納米粗細的DNA束自組織成轉子狀結構，隨後進入每秒十轉以上的持續旋轉運動。

七年來，研究人員一直在嘗試自下而上地綜合製造這樣的旋轉納米電機。他們使用DNA折疊技術，利用互補DNA鹼基對之間的特定相互作用來構建2D和3D納米物體。通過施加電壓等方式形成離子流產生能量，使轉子旋轉。其旋轉方向由轉子的手性設定，左旋順時針旋轉；右旋則逆時針旋轉。研究人員還展示了這種“納米渦輪機”承載負荷的能力。

研究人員表示，他們製造出第一個納米級渦輪機，再現了美麗的荷蘭風車，但這一次它只有廿五納米，相當於體內一個蛋白質的大小。

美 子