2009年7月30日
当查尔斯•赛克斯塔夫斯大学助理化学教授,他说他喜欢玩积木,他指的不是典型的孩子的玩具。相反,他说的是他迷恋看到电脑屏幕上的原子和分子移动在他面前和利用技术将分子自己看到他们如何应对各种表面。
“我从不感到无聊看原子的照片,”赛克斯说,握着Usen家族职业发展塔夫茨大学的助理教授。“原子和分子是生命的基石,但它只有在过去的25年里,我们已经能够看到,在过去的15年里,我们已经能够玩。”
赛克斯在实验室里,和他的学生探索与纳米科学有关的问题,或研究的东西是一米的1000000000大小,比人类头发细80000倍。欧洲杯线上买球看到分子,该组织利用扫描隧道显微镜(STMs),而不是使用电子光可以看到小如单个原子。
目的是了解原子和分子与表面相互作用,并通过控制这些交互构建新颖的纳米结构。从理论上讲,每个分子可以被分配一个任务,事实上创建设备1000万倍比我们今天使用的一些设备小,赛克斯解释道。
“这样的机器是在自然界中随处可见。它们的执行任务各不相同,包括驱动的运动细胞,甚至开车通过肌肉收缩全身运动。然而,人类无法创建此分子运动在纳米级设备,”赛克斯说。
这意味着赛克斯的团队的第一步是将分子转化为汽车。
在使用STM看含硫分子,赛克斯注意到他们像一个轴叶片,就像一架直升机旋翼。他开始怀疑他们不仅看起来像转子,但像转子。
为了测试他们的运动,研究者用小,简单的分子称为硫醚,这只是一个纳米宽,由两个,four-atom碳链硫原子的两侧。使用液氦低温扫描隧道显微镜,研究冷却7 K (K)的硫醚,约- 447华氏度(F),可以看到每个分子看起来像一条线或一个薄的椭圆形。当温度增加到25度K(或- 415华氏度),分子开始看起来更像一个六边形,因为它是旋转的如此之快,类似于直升机桨叶。
“我们发现,在非常低的温度,分子之间的锁或“冻结”状态过渡到一个他们旋转超过每秒100万次,”赛克斯解释道。
接下来,研究人员试图启动和停止旋转的分子。STM,他们把一个个体,分子旋转,把船拉到一群三个分子连接在一起,没有旋转。单独的分子锁定了三个和停止转动。同样,研究人员把锁分子和他们分离,导致每个开始旋转。
潜在的一个旋转分子引起连锁反应,让其他分子自旋能找到现实世界应用延时线,常用于手机传输信号,或其他电子和光电。
今年1月,赛克斯收到了五年教师职业发展早期(职业)奖从美国国家科学基金会(NSF),让他继续他的研究分子旋转。欧洲杯线上买球研究者必须回答其他问题相关分子方向和速度之前能够预测这些纳米结构可能的行为。
他还希望获得更广泛的受众对他所认为的一个迷人的领域感兴趣。为此,赛克斯和他的研究生一个YouTube视频为替代能源使用纳米技术,他们访问了便携式STM高中化学课程。
“我认为如果你让人们在正确的职业生涯阶段成为类似科学感兴趣,你能改变他们的路径,”赛克斯说。欧洲杯线上买球