據(jù)外媒報道,萊斯大學(Rice University)和休斯頓大學(University of Houston)的納米力學科學家們,正在為第二屆國際納米汽車大賽(Nanocar Race)做準備。
(圖片來源:RICE)
萊斯大學的化學家James Tour和休斯頓大學清湖分校(University of Houston-Clear Lake)的Anton Dubrovski領(lǐng)導此項研究,用叔丁基車輪對汽車進行升級,有助于它們在由金原子制成的賽道中導航,塔架由一些布局良好的原子組成。
與在第一屆國際納米車大賽(2017年)中的獲獎作品一樣,這些納米車具有永久性偶極矩,可以提高它們在表面上的速度和可駕性。Tour表示:“永久偶極子使汽車更易受到電場梯度的影響,而電場梯度是用來推動和操縱它們的。我相信很多參賽納米車中都會內(nèi)置這一先進設(shè)計元素?!?/span>
今年的車型也更輕,略高于新規(guī)定要求的最低100個原子。Tour稱:“我們在第一次比賽中使用的賽車只有50個原子。按照最新標準,分子量大幅增加。這很可能是因為比賽組織者想要我們放緩速度,因為上次我們只用了1.5小時就完成了30小時的比賽。”
為了使汽車的原子數(shù)超過100個,同時簡化其合成,研究人員采用模塊化工藝,用全叔丁基、全金剛烷基輪(就像以前的納米車一樣)或兩者的組合,制造了五輛新車。在90個原子的情況下,只有丁基輪的汽車非常小,其與軌道的相互作用可以達到最小化,而且底盤也更短更小。通過使用組合車輪,萊斯實驗室制造了有114個原子的納米車。Tour稱:“這既可以滿足比賽要求,也能保持最低重量?!?/span>
奧地利格拉茨大學(University of Graz)的Leonhard Grill教授領(lǐng)導的團隊將負責驅(qū)動納米車。據(jù)介紹,該團隊在2017年將萊斯的賽車帶過了終點線,并在掃描隧道顯微鏡定向操作方面擁有豐富的專業(yè)知識。
該項比賽的首要目標是推動納米機器的發(fā)展,這些機器能夠進行實際工作,比如運載分子規(guī)模的貨物和促進納米制造。Tour表示:“這場比賽突破了分子納米汽車設(shè)計和控制方法的極限。因此,通過這種競爭性過程,可以提高全球?qū)I(yè)知識,并鼓勵整個納米操縱領(lǐng)域更快地發(fā)展?!?/span>
原定于明年夏天舉行的比賽因疫情推遲,但參賽者仍需要在法國集合,接受評委的監(jiān)督。屆時所有參賽隊伍都將在自家實驗室的掃描隧道顯微鏡下,通過互聯(lián)網(wǎng)在軌道上控制自己的汽車。Tour說:“所有的車手們將聚在一起,賽車和賽道將分散在世界各地。但每條軌道的距離是相同的,只有幾納米。”
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