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《纳米快报》:谭蔚泓小组制备出光能分子纳米

发布时间:2017-12-03 阅读:

  “纳米快报”:谭伟旺集团制备了纳米分子能量纳米电机

  将太阳能利用率从10%提高到25%近日,国际学术期刊“纳米快报”(Nano Letters)报道了一种新型的“由光子驱动的分子纳米电机”。这种单分子马达将光能有效地转化为机械力,不仅将光能的利用率从10%提高到25%以上,而且也不会引起环境问题。 。据介绍,分子马达可以为纳米器件的未来提供能源。如果要实现纳米机器的思想,提供能源的电力系统是关键部分。即使这个过程被细化,人们也不可能制造出纳米级的机械动力系统。因此,科学家们希望分子马达能够为纳米机器提供动力。这项研究是由佛罗里达大学化学系的美籍华裔科学家谭卫红带领的研究小组完成的。谭伟旺接受了海洋“科学时报”的电话采访。他介绍说,这种电动机主要由具有发夹结构的DNA分子组成,并且嵌有光敏偶氮苯组分以实现可逆的光控转换操作。在紫外 - 可见光照射下,单分子纳米电机可以达到40%〜50%的开关效率。同时,在常温常压条件下,纳米电机可以表现出良好的规律可控性,且不存在排斥的特点。与其他多组分DNA纳米电动机相比,单分子电动机由于其单组分性质,主要受独特的分子间相互作用的影响,可减少分子间力干扰,表现为不依赖于浓度。他赞助的研究得到了美国科学和健康基金会的支持。研究小组设计了一个由光子控制驱动的单分子纳米马达,它吸收一个分子中的一个光子,产生约20×10-12的牛顿力,并进行机械运动。与以往研究人员不同的是,过去对太阳能的研究主要集中在光热转换或光电转换,而不是直接产生机械力,目前他们设计的单分子电机的光能利用率很高理论上,实验实现的利用率目前是25%,他们设计的单个纳米电机的尺寸只有2-5纳米,电机的尺寸可以组装到10-12纳米,所以如果这样的话使用电机来吸收太阳能,太阳能比传统的太阳能电池更有效,但纳米电机产生的功率与其尺寸有关,纳米电机尺寸较小,目前的技术较为落后从实际出发,如果要用这种电机来驱动汽车或者其他大型设备,就需要将大量的纳米电机组装在一起,仍然存在困难,谭卫红说:“主要困难在于如何从太阳光所产生的分子级功率中累积这些电机,并输出可用功率。“我们现在开始为这样的设备建立原型。 “他还介绍了研究小组博士生康怀志和陈燕正在研究分子组装的方法,将单分子电机有序结合起来,充分利用太阳能,这种分子组装方法可以将大量分子聚集在为了实现有效的分子力利用王巍巍曾在湖南师范大学和中国科学院学习,1993年获密歇根大学博士学位,现任佛罗里达大学化学教授,纳米生物技术副主任研究中心和大学癌症研究中心和脑研究所的研究员。

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