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博士生研发光致超分子开关 练就憋气功夫
伊文 2016-12-20 13:55:14

清大博士生陈楷荏在教授指导下,研发光致超分子开关,因为分子晶体比粉末还细小,他常得屏住气息在显微镜下观察与量测,意外练出一套憋气的功夫。tIb我酷网

清华大学化工系教授堀江正树和博士生陈楷荏组成的研究团队,打造出跟毛发一样纤细的分子开关,只要用光照来控制,1秒钟內就可开关10次,并传达比自身重量多1650倍的力量,研究登上国际期刊“自然通讯”。tIb我酷网

论文第一作者、清华大学化工系博士生陈楷荏表示,分子机器是尺寸很小的机械,在分子尺度下,借由光、热、电讯号等外在刺激,使分子间产生如马达运转、肌肉收缩、齿轮转动等运动模式。tIb我酷网

在堀江正树指导下,陈楷荏挑战比在液体难度更高、但应用层面较广的固体单晶体实验,发现二茂铁超分子晶体在蓝光雷射照射下扩大,一旦移除光源,晶体便迅速地恢复到原先的状态,重复的扩大、收缩在与电路相连接后,就成了光致超分子开关。tIb我酷网

陈楷荏说,经由蓝光雷射控制电路开关,光致超分子开关每秒钟可连续开关10次,也就是一分钟可以连续开关600次,并仍然维持相当稳定的电流,“未来还可望加速到每秒85次”。tIb我酷网

研究团队接着用这个超迷你、速度又飞快的分子开关来遥控物体,透过微力感测系统发现,可以弹飞比超分子晶体还重1650倍的小球,将光能快速转化为机械动能。tIb我酷网

陈楷荏表示,这项实验必须“暂时停止呼吸”,因为仅数十微米的分子晶体比一般粉末还细小,得黏在针尖上固定,连呼口气都可能影响实验失败,他常选在夜深人静时,关掉实验室冷气,屏住气息在显微镜下观察与量测,“因此练出一套憋气的功夫,现在轻松憋个1分钟没问题。”tIb我酷网

堀江正树表示,光致超分子开关是个偶然发现,他总鼓励学生多方尝试,享受“玩”实验的乐趣,“如果你不试,永远不知道会发现什么”;光致超分子开关是项基础研究,但未来在这项基础上,可望研发出更微小、更复杂、功能更多的分子机器,如更微小的电脑、不开刀就能进入人体修补器官的仪器,可能进一步改写科技发展史。 tIb我酷网

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