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美国科学家设计出像人一样“走路”的分子


http://www.sina.com.cn 2005年09月27日 17:58 新华网

  新华网洛杉矶9月26日电(记者陈勇)如果分子有“两条腿”,能像人走路那样一步步运动:一条“腿”抬起迈出,而另一条“腿”还停留在原地作为支撑,那会是什么样的场景?如果一群分子能像部队行军一样排成整齐的队列前进,那又会是什么场景?

  美国科学家最近就设计出了这样的分子——“9,10-硫代蒽”。这种分子在受热时,它伸出的两个硫基一个迈向前方,另一个附着在平面上保持方向,如此往复就像人走路一样
运动,而两个硫基就像两条腿。加州大学河边分校的研究人员在最新一期《物理评论通讯》网络版上报告了这一新发明。

  一般的分子和原子在受热时总是无规则运动,但“9,10-硫代蒽”可以保持直线前进,它附着在平面上的那个硫基总是能使分子不偏离路线。在实验中研究人员发现,这种新分子能沿着直线连续“走”一万步以上,而不需要导轨或引槽。

  领导这一研究的加州大学河边分校助理教授路德维希·巴特斯说,这种分子问世,说明纳米世界里的分子和原子,在人工设计下也能像宏观世界的物体那样运动。此外“9,10-硫代蒽”也有潜在的实际用处,比如用作新概念的“分子计算机”。

  所谓“分子计算机”是上世纪90年代由IBM公司提出的新型计算机概念。当时科学家们设想,如果能让分子沿直线运动,就可以将它们制成一个极其微小的“算盘”。把分子作为数字“1”,当一个分子沿直线向另一个分子运动过去,就像珠算中的“1+1”,自然就输出了结果“2”。

  巴特斯说,“分子计算机”的概念一直没有发展,主要是因为如果用传统的分子来实现“分子运算”,就必须有一个导轨来约束分子的无规则运动,这是很难做到的。但如果用“9,10-硫代蒽”,实现“分子运算”就根本不需要导轨。此外,如果把“9,10-硫代蒽”作为数据存储材料,由于它的运动规律,其存储密度将比现有材料高1万倍以上。

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