细菌驱动微转子马达等

时间:2022-05-20 03:42:14

细菌驱动微转子马达等

日本国家高级工业科学与技术研究所的一个研究组正在利用快速移动的细菌来驱动微转子马达,这是第一个在无机材料中加进了细菌的微机械器件。这种生物分子马达能比传统的马达更有效的将化学能转化为机械能,还能在大型结构中发挥自修复和自组织的潜能,有望用在微型机器人和微小电子系统中。

如图所示,被Mycoplasma移动细菌所驱动,一个二氧化硅转子在轨道上沿着既定的方向转动。M.mobile细菌为梨型,lμm长,能沿着固体表面以5μm/s的速度前进。要实现这种结构,最主要的就是要让环形轨道中的细菌以一个固定的方向运动,推动轨道中的转子旋转。

在5mm×5mm的硅片上,共计有20000个小马达,总长度为20 μm。转子会在放置在轨道上的几分钟内开始旋转,并能持续lmin左右。其转速是1.5~2.6rpm,每个马达所产生的扭矩是2×1016~5×1016Nm。要想了解更多的信息,请查看日本国家科学院的专刊,或是访问http://WWW.pnas.org。

――Ralph Raiola

新材料可实现超快光电开关,提高光通信速度

美国华盛顿州立大学物理系研究人员近日设计出一种新型分子,其对光的传播的控制能力比现有的最好材料提高了近20倍,一旦成功用于超快光电开关,将能大大提高互联网与光通信的速度。

研究人员使用计算机仿真技术制造出能与光信号“对话”的分子。据介绍,这种分子可用于制造微型光电开关,用来控制光的传输,就像晶体管用于控制电信号的传输那样。

与常规的方式不同,这一研究小组在光传送的通道上设置障碍,即利用分子材料中的原子核,把光子弹向其他方向――就像在弹球游戏中,用碰撞条敲击金属球那样。

研究人员选用一种由碳、氮、硫等原子组成的均匀分子链材料,用来测试他们的“弹球理论”。计算机仿真程序的计算结果显示,该材料处于理想结构时,其“二阶光屈服系数”比现有最好的材料提高了近20倍。由于这一优异性能,该材料在互联网传输、三维光刻印刷、全息光信息存储乃至癌症治疗等许多领域都有广阔的应用前景。欲了解更多信息,请访问http://WWW.WSU.edu/。

――崔晓楠

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