分子機(jī)器和納米機(jī)器人在未來(lái)幾十年可能會(huì)非常有用，有助于構(gòu)建電子元件，在體內(nèi)運(yùn)輸藥物，或操縱單個(gè)細(xì)胞或分子。為此，科學(xué)家們已經(jīng)開(kāi)發(fā)了許多機(jī)器部件的納米級(jí)版本，如電機(jī)、活塞、泵、扳手和螺旋槳。

現(xiàn)在，F(xiàn)AU團(tuán)隊(duì)又將另一個(gè)重要的機(jī)器部件加入了名單--齒輪。該裝置由兩個(gè)互鎖的部件組成，包括一個(gè)結(jié)構(gòu)像螺旋槳的三蝶烯分子，與之垂直的是一個(gè)像板子一樣的硫靛分子的扁平部分。

它們一起工作，就像一對(duì)齒輪一樣。這對(duì)齒輪的傳動(dòng)比為2:3，因此，當(dāng)扁平部分旋轉(zhuǎn)180度時(shí)，“螺旋槳”結(jié)構(gòu)只旋轉(zhuǎn)了120度。整個(gè)裝置僅包含71個(gè)原子，長(zhǎng)度為1.6納米，據(jù)該團(tuán)隊(duì)稱(chēng)，這使得它成為世界上最小的工作齒輪。

該系統(tǒng)可以用光輕松地打開(kāi)和關(guān)閉，從而獲得了分子 “photogear”的名稱(chēng)。這標(biāo)志著分子齒輪首次允許這種直接控制，而不僅僅是被動(dòng)運(yùn)動(dòng)。

研究人員說(shuō)，這種新的分子“photogear”允許更多的分子機(jī)械，并且應(yīng)該為新的納米級(jí)齒輪系統(tǒng)鋪平道路，這些系統(tǒng)可以在更遠(yuǎn)的距離、不同的方向和不同的速度下傳輸運(yùn)動(dòng)，就像它們的宏觀對(duì)應(yīng)物一樣。

該研究發(fā)表在《自然化學(xué)》雜志上。