分子机器成主角 36小时内移动100纳米就获胜

准备参赛的6个纳米单分子汽车。图片来源《自然》官网

科技日报北京4月20日电 （记者房琳琳）来自三大洲的6个团队正在摩拳擦掌，准备参加4月28日在法国举行的前所未有的“F4大赛”。赛事主角不是超级豪华跑车，也不是明星赛手，而是单分子纳米级汽车。《自然》杂志官网20日报道称，获胜的标准是在36个小时内，将纳米汽车在真空实验室轨道上移动100纳米（约为人类头发直径的千分之一）。

赛事组织者之一，法国图卢兹大学材料制造和结构研究中心的化学家克里斯汀·乔其姆表示，这是全球首场纳米汽车竞技比赛，初衷在于“激发公众对纳米技术和分子机器的兴趣”。

2016年诺贝尔化学奖授予纳米机器的创造者，让公众对该领域有了更多兴趣。但这位诺贝尔奖得主关注的是多个分子研究，而此次比赛将关注单分子与固体表面的相互作用。自宣布组织比赛以来，“纳米分子汽车”获得了比纳米基础技术研究更多的关注。

实际上，“纳米汽车”并非准确学术名词，毕竟分子没有马达，其动力来源是一种扫描隧道显微镜（STM）尖端的电子，它能帮助分子摇摆振动，但每次只能前进0.3纳米，因此，100纳米已经是相当长的距离了。

比赛规定，参赛者不能用STM尖端直接推动参赛分子车。有的团队准备提升进入STM中的电子能量级以引起振动，或改变分子结构后引起振动，有的团队用静电斥力作为主要驱动力，还有的团队把分子车设计得像蝴蝶翅膀一样，通电后煽动翅膀获得动力。

参赛团队的目的不尽相同。日本团队希望借助图卢兹实验室最先进的STM，更好地了解分子行为；美国俄亥俄大学化学家埃里克·马森希望了解他的赛车轮子（南瓜形原子组）能否在轨道表面滚动或滑动。

据悉，分子汽车比赛的同时，团队将每隔1个小时制作分子战绩视频并立即在线发布，让观众尽可能同步观看“现场直播”。

图卢兹实验室先进的STM拥有4个扫描指针，允许4个“纳米汽车”同时竞技，因此，6个参赛队伍本周将进行竞争，争夺决赛资格。

总编辑圈点

这些赛车造型不拘一格，比赛方式也颇“不正经”，而且无论赛程还是赛果，人类用肉眼都无法看到，只能仰仗探针显微镜进行实况转播。但它却是一场史上最萌的汽车竞技，在“诱惑”着公众兴趣的同时，还闪耀着奇思妙想与科学实践的光辉。