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《纳米快报》:谭蔚泓小组制备出光能分子纳米

  “纳米快报”:谭伟旺集团制备了纳米分子能量纳米马达

  太阳能利用率将从10%提高到25%
最近,国际学术期刊“纳米快报”(Nano Letters)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一个小组完成的。谭伟望横跨海洋接受“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开关效率的40%至50%。同时,在常温常压条件下,纳米电机可以表现出良好,规律的可控性,且没有浪费排除的特点。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。他正在赞助的研究得到了美国科学和健康基金会的支持。研究团队设计了一种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。与以往科学家的研究不同的是,过去太阳能的研究主要是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在理论上具有很高的光能利用率,目前实验实现的利用率为25%。他们设计的单个纳米电机的尺寸仅为2至5纳米,电机可以组装到10至12纳米的尺寸。因此,如果使用这样的电动机来吸收太阳能,则可以比传统的太阳能电池更有效地使用太阳能。然而,纳米电机产生的动机与其尺寸有关。纳米电机体积小,目前的技术远离实际。如果要使用这种电机来驱动汽车或其他大型设备,需要将大量的纳米电机组装在一起,仍然有困难。谭卫红说:“主要困难是如何积累这些电机太阳辐射产生的分子级功率,并提供可用功率。”我们现在正在开始对这些器件进行原型设计。“他还介绍了那博士研究小组的康怀智和陈燕正在研究分子组装的方法,有序地结合各个分子马达,充分利用太阳提供的太阳能。这种分子组装方法可以聚集大量分子以达到有效的分子力利用。谭蔚who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。他目前是佛罗里达大学化学教授,纳米生物技术研究中心副主任,大学癌症研究中心和脑研究所的研究员。
 

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