用户名:  密码:   
网站首页即时通讯活动公告最新消息科技前沿学人动向两岸三地人在海外历届活动关于我们联系我们申请加入
栏目导航 — 美国华裔教授专家网科技动向科技前沿
关键字  范围   
 
慕尼黑技术大学:首个DNA材料制成的纳米马达面世
2022/8/19 15:40:24 | 浏览:651 | 评论:0

德国科学家在最新一期《自然》杂志上发表论文称,他们首次成功使用DNA折叠法制造出了一款分子马达。这种由遗传物质制成的新型纳米马达可以自我组装并将电能转换为动能,可以开关,还能通过施加电场控制其转速和旋转方向,未来有望用于驱动化学反应。

   慕尼黑技术大学:首个DNA材料制成的纳米马达面世

 

a、b:基座和三角形平台示意图,圆柱体表示DNA双螺旋。 c:马达装配步骤。 d、e:转子臂组件。 f:微型马达动力学实验装置(左);接上电极产生旋转(右)。 图片来源:《自然》网站

汽车、钻机等机器内的马达能帮人们完成日常生活中的各种任务,人体内也有天然分子马达在执行重要任务,如一种被称为ATP合成酶的马达蛋白产生三磷酸腺苷(ATP)分子,供人体短期储存和传递能量。

天然分子马达不可或缺,但在微观尺度上重建机械性能与ATP合成酶相当的马达则非常困难。现在,研究人员借助DNA折叠术构建了一个能工作的纳米级旋转马达。

慕尼黑技术大学:首个DNA材料制成的纳米马达面世

DNA折叠术由美国加州理工学院科学家保罗·罗斯蒙德于2006年发明。该研究负责人、慕尼黑技术大学(TUM)教授亨德里克·迪茨说:“多年来,我们一直在改进这种方法,现在可以借此研制出非常精确和复杂的物体,例如可以捕捉病毒的分子开关等。”

新型纳米马达由DNA材料制成,包含3部分:基座、平台和转子臂。基座约40纳米高,固定在溶液中的玻璃板上。基座上安装了一个长500纳米的转子臂,使其能够旋转。位于基座和转子臂之间的平台对马达能否按预期工作至关重要。在没有能量供应的情况下,电机的转子臂会因为与周围溶液中分子的碰撞而随机移动,一旦通过两个电极施加交流电压,转子臂就会在一个方向上旋转。

慕尼黑技术大学:首个DNA材料制成的纳米马达面世

迪茨表示,这种新型马达具有前所未有的机械性能——它每秒产生的能量比两个ATP分子分裂时释放的能量还要多。此外,可以通过电场的方向及交流电压的频率和幅度来控制转子臂旋转的速度和方向,未来有望用于驱动用户定义的化学反应:在表面密布这种马达,添加起始材料,随后施加一点交流电压,马达就会产生理想的化合物。

相关栏目:『科技前沿
《Nature》中的顶级配色,做出来的图太养眼了!(附作图代码) 2024-03-28 [11]
三大数学奖之阿贝尔奖揭晓:许多随机现象背后其实依然有迹可循 2024-03-26 [64]
AI向左,ISSCC向右 2024-03-26 [70]
美国十二万吨航母将亮相,耗资140亿配置75架隐身战机,45秒弹射起飞 2024-02-04 [322]
如果这个人是对的,那么所有物理学规律就都要重写 2024-03-22 [126]
6 款黑科技工具,低调使用 2024-03-22 [117]
等待8年,一度只有一人能看懂的600页“天书”数学证明,他宣称解决了当今数学界最大的难题之一 2024-03-22 [108]
超级院士团队!三天内连发Nature、Science! 2024-03-22 [104]
脑后插管玩《文明6》!马斯克Neuralink首个人类志愿者,直播意念下象棋 2024-03-21 [106]
扩散模型最新综述! 2024-03-21 [74]
相关栏目更多文章
最新图文:
:学术出版巨头Elsevier 彻查433名审稿人“强迫引用”黑幕 :中国336个国家重点实验室布局 :中澳政府联合出手打击洗钱和逃税漏税 大量中国居民海外账户遭冻结 :摄影师苏唐诗与寂寞百年的故宫对话6年,3万张照片美伦美奂 :大数据分析图解:2019中国企业500强 张梦然:英国惠康桑格研究所:人体内的微生物与出生方式有关 :美众议院将调查华裔部长赵小兰“利用职权为家族谋利“ :UCLA CCS 2019 Fall Quarter Lecture Series Overview
更多最新图文
更多《即时通讯》>>
 
打印本文章
 
您的名字:
电子邮件:
留言内容:
注意: 留言内容不要超过4000字,否则会被截断。
未 审 核:  是
  
关于我们联系我们申请加入后台管理设为主页加入收藏
美国华裔教授专家网版权所有,谢绝拷贝。如欲选登或发表,请与美国华裔教授专家网联系。
Copyright © 2024 ScholarsUpdate.com. All Rights Reserved.