人造分子机器

人造分子机器【人造分子机器】人造分子机器藉助分子(链)来合成製造分子的机器开发方式就像汽车厂里的机械装配流水线 。该种机器最终能够提升分子的製造效率和成本效率,并使所有由分子水平开始的人工製造领域受益 。例如,科研人员正在改进当前的机器来生产盘尼西林等药物 。这种机器只有数纳米长,而且只能通过特殊的设备才能看到 。它的创造灵感源自天然存在的複杂的“分子工厂”,如来自DNA的信息就可被用于规划分子构建模组的连线,并使其处于正确的顺序 。
基本介绍中文名:人造分子机器
外文名:renzaofenzijiqi
开发方式:就像汽车厂里的机械装配流水线
理论基础:最特别的当属核糖体
理论基础在这些工厂中,最特别的当属核糖体,这种大规模的分子机器存在于所有的活体细胞之中 。而此次的分子机器研发正是基于核糖体 。它的突出特色是具有一个功能化的纳米环,其能在分子轨道上移动,并拾起轨道上的构建模组,且以特定的顺序将它们连线在一起,以合成所需的新分子 。微观製造技术首先,纳米环会穿过分子链并藉助铜离子开展装配过程 。随后,一个“反应臂”将被附着在机器的剩余部分并开启操作 。纳米环会沿分子链上下移动直至被前方的构建模组挡住去路,之后“反应臂”将从轨道上卸除这一障碍,并将其传送至机器上的另一位置,激发“反应臂”上活性部位的活力 。这样纳米环就能自由沿分子链移动,直到遇到下一个构建模组 。如此反覆,就能在纳米环上构建出新的分子结构 。当所有的构建模组都从轨道上移除时,纳米环的去分子链和合成过程便会结束 。发展前景研究人员指出,製造出的原型机器远没有核糖体那般高效 。核糖体能够在1秒内连线20个构建模组,连线上限多达150个 。而当前他们仅用分子机器连线了4个模组,连线每个模组更要耗时12小时 。但科学家指出,可以大规模并行推进这样的装配过程,其已经在实验室内使用百万万亿(10的18次方)架同样的机器并行实现了分子的构建 。戴维·利说指出,下一步他们会致力将更多的构建模组囊括其中,以利用人造分子机器製造出更複杂的分子,也有望打破自然和现有合成方式的局限,构造出全新类型的分子 。