分子马达将导电性提高100倍——ScienceDaily

一个国际科学家团队开发出一种螺旋形分子马达，它在电流作用下旋转，并能在改变电压极性后改变运动方向。以单个分子开展的实验在以色列魏茨曼科学研究所进行，ScienceDaily报道称。

该装置的基础是一种经特殊合成的螺旋分子，由哥本哈根大学迈克尔·皮特尔科夫教授的团队创建。由于含有硫原子，它能够附着在金表面。研究人员将单个分子置于两枚被加工至原子尺度的金电极之间，并通过压缩或拉伸分子螺旋来改变电极之间的距离。

电子驱动螺旋运动

施加电压时，测量结果显示分子发生旋转。改变电压极性可以改变这种旋转的方向。研究人员表示，穿过螺旋结构的电子会向其传递角动量。其工作原理类似于阿基米德螺旋泵——一种通过旋转螺旋输送材料的古老机制。

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此前，直接由电力驱动的分子马达是在表面上制造，并借助扫描隧道显微镜的探针尖端启动的。在这项新实验中，分子被固定在两个金属电极之间，其运动由电流控制。

导电性在旋转过程中发生变化

科学家还发现，分子在旋转时导电效率远高于静止状态。奥格斯堡大学的理论学家在LiCCA超级计算机上进行了量子力学模拟，发现电导率取决于螺旋的旋转角度，最高可提高两个数量级，即100倍。

模拟显示，分子在静止状态下通常会避开导电性最高的构型。旋转使这些位置变得可达。哥本哈根尼尔斯·玻尔研究所和武汉华中科技大学的物理学家也参与了对该机制的解释。研究人员认为，这一原理可能对分子电子学、自旋电子学和微流体系统有用。