什麼是「分子機器」?

2020-12-03 新華網客戶端

近年來,「分子機器」這一詞彙逐漸出現,那麼這究竟是一種怎樣的機器呢?與宏觀機器相比,它又有什麼不同?

分子機器是一種新型的分子尺寸的機器,分子機器的構件由分子單元構成。中國科學院院士田禾介紹,分子機器是模擬和參照宏觀機器進行製造的,但是是在分子的層面上。宏觀機器由機器的元件組裝,分子機器則類似於將各個分子單元組裝在一起,在電能、化學能或是光能等外界的刺激下,使其開始運作,從而實現分子機器的運轉。

分子機器不僅可以實現宏觀機器常有的功能,還因為其極為微小的尺寸特徵,在微觀世界裡發揮著無可比擬的作用。田禾表示,近年來,全世界研究分子機器的專家、學者很多,但大多偏向於基礎研究。「現在很多人在做相關研究,有人研究分子機器如何應用於生物體的模擬,有人研究如何把它變成單分子的器件、電信號等,不過實際上這些研究基本上還處於基礎的連接層面,並未真正地發展到實際應用階段。」田禾說,分子機器具有良好的識別和定向轉移作用,科學家們正在不斷探索,將分子機器更好地轉化應用,造福百姓生活。

雖然分子機器目前還處在發展的初級階段,但是科研人員正在不懈挖掘這一技術的潛力,並預測其有能力成為真正改變人們現實生活的應用。就像蒸汽機和燈泡的出現一樣,或許當初誰也不曾想到它們會對未來產生如此深遠的影響。也許等將來分子機器成熟了,人類也可以製作一種分子機器人,它的大小和病毒差不多,可以幫助醫生找到一些特定的細胞,把生病的細胞替換成健康的細胞,從而實現人類基因治療的宿願。不過這些目前還只是美好的設想,想要變為現實還需要科學家們不斷努力。

本作品為「科普中國-科技前沿大師談」原創,轉載時務請註明出處。

作者: 鍾豔平   [責任編輯: 呂芮光]

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