扣问东说念主员初度得胜地将二茂铁分子矫健在平面基底上，从而创造出一种电子可控的滑动分子机器。仅由几个分子构成的东说念主工分子机器在催化、分子电子学、医学和量子材料等多个限制齐具有变革后劲。 这些纳米级成立通过将外部刺激（如电信号）转念为分子水平的受控机械通顺来弘扬作用。
铵连络二茂铁（Fc-amm）和冠醚的复合物拼装在 Cu（111）名义上，哄骗扫描纯粹显微镜（STM）通过向二茂铁基团注入空穴激活其滑动通顺。 贵寓起首：千叶大学的 Toyo Kazu Yamada
二茂铁--一种特有的饱读形分子，在两个五元碳环之间夹着一个铁（Fe）原子--是分子机械的了得候选者。 二茂铁的发现为它赢得了 1973 年的诺贝尔化学奖，并使它成为这一扣问限制的基础分子。
二茂铁的魔力在于其超卓的特点：铁离子的电子景况从 Fe²⁺ 养息为 Fe³⁺，会引起碳环围绕分子中轴旋转 36°。 这种旋转不错通过外部电信号进行限度，从而完了分子水平的精确主宰。
尽管出路无边，但二茂铁的实质应用却濒临着弘大的挑战。 二茂铁吸附在名义上，十分是平面贵金属基底上时，即使在超高真空条目下，也会在接近室温时候解。 直到最近，还莫得找到一种可靠的法子，不错将孤立的二茂铁分子固定在名义上而不会激励观点。
在一项首创性的扣问中，由日本千叶大学工程扣问生院副拔擢山田丰和（Toyo Kazu Yamada）教导的扣问小组，包括千叶大学工程学院的彼得-克吕格（Peter Krüger）拔擢、日天职子科学扣问所的克拉聪（Satoshi Kera）拔擢和台湾国立清华大学的堀江正树（Masaki Horie）拔擢，终于攻克了这一艰辛。 他们得胜地制造出了寰宇上最小的电控分子机器。
\"在这项扣问中，咱们通过在贵金属名义预涂二维冠醚分子膜，得胜地将二茂铁分子矫健并吸附在贵金属名义。 这是二茂铁分子在原子步调上通顺的首个凯旋实考根据。 \"他们的扣问服从发表在2024年11月30日的《小》杂志上。
为了矫健二茂铁分子，扣问小组当先通过添加铵盐对其进行改性，造成了二茂铁铵盐（Fc-amm）。 这升迁了二茂铁分子的持久性，并确保它们能沉稳地固定在基底名义。 然后，沙巴贝投ag百家乐这些新分子被固定在由冠醚环分子构成的单层薄膜上，该薄膜被放手在平坦的铜基底上。 冠醚环分子具有特有的结构，其中心环可容纳多样原子、分子和离子。
Yamada 拔擢讲解说：\"昔日，咱们发现冠醚环状分子不错在平坦的金属基底上造成单层膜。 这种单层膜将 Fc-amm 分子中的铵离子拿获在冠醚分子的中心环上，通过对金属基底起屏蔽作用来防卫二茂铁的观点。\"
接下来，扣问小组将扫描纯粹显微镜（STM）探针放在Fc-amm分子的顶部，并施加电压，从而引起分子的横向滑动通顺。 具体来说，当施加-1.3伏电压时，一个空穴（电子留住的空位）投入铁离子的电子结构，使其从Fe2+景况切换到Fe3+景况。 这激励了碳环的旋转，并伴跟着分子的横向滑动通顺。 密度泛函表面狡计标明，这种横向滑动通顺是由于带正电的 Fc-amm 离子之间的库仑斥力引起的。 遑急的是，当电压被移除时，分子又会回到底本的位置，这标明这种通顺是可逆的，况且不错通过电信号进行精确限度。
\"这项扣问为基于二茂铁的分子机械提供了令东说念主怡悦的可能性。 它们在分子水平上实践特意任务的才气不错带来好多科学和工业限制的改变性创新，包括精确医疗、智能材料和先进制造，\"Yamada 拔擢强调了其工夫的潜在应用。
这项扣问在分子机器的联想和限度方面赢得了要津性任性，可在稠密限制赢得紧要进展。
编译自/ScitechDaily