http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2013-09-08
水是纳米机器理想的润滑剂 对纳米机器的设计和优化而言十分重要
中国科技网讯 据物理学家组织网近日报道，荷兰阿姆斯特丹大学的研究人员发现，在纳米机器周围添加一滴“润滑剂”会使其运动更为顺畅和快速。让人惊讶的是，这种神奇的“润滑剂”不是什么复杂的东西，而是人们最常见、最熟悉的一种物质——水。相关论文发表在9月1日出版的《自然·化学》杂志上。
阿姆斯特丹大学博士马斯希斯·潘玛和他的同事设计了两个只有一个分子大小的纳米机器，以此来研究由光驱动的分子轮和分子马达。每个纳米机器都由数十个原子组成，被放置在一种有机溶剂（乙腈）当中。他们使用了先进的核自旋共振和超快激光器来对这两个纳米机器进行研究。实验中，研究人员发现，如果在溶剂中加入一定比例的水，纳米机器会运动得更快。
潘玛认为，这种润滑效应可能与纳米机器运动部件之间的氢键相关。在纳米机器运动时氢键会暂时被打破。但这并非容易的事情，通常情况下，被解开而发生破碎的氢键会再次快速“抓住”对方，之后纳米机器就会减速。而有水存在的情况下，分开的氢键会与水分子作用形成新的氢键，而不是快速“抓住”对方。其结果是，纳米机器运动部件之间的氢键保持打破状态的时间更长，这样一来，纳米机器内部的摩擦减少，速度增加。由于水分子尺寸较小，能动性高，容易形成氢键。因此，水很可能是纳米机器润滑剂的理想候选。
研究人员称，该发现其实始于一次偶然。当实验刚刚开始时，他们注意到分子马达的转速会因所使用的溶剂瓶的不同而有轻微的区别。而后才发现这与溶剂中不小心混入的水相关。如果多次打开一瓶溶剂，空气中少量的水分就会逐渐溶解在溶剂里面。有几个溶剂瓶就是因为这个原因，才比其他的含水量稍高一些，速度的差异也正是由此产生的。察觉到这一点后，他们开始向溶剂中增加更多的水以获取更快的转速。经过反复验证，3%含量的水被证明最为适宜，能使纳米机器提速两倍以上。除了水，研究人员还尝试添加了其他物质，但润滑效果都远不如水。
潘玛表示，该发现对纳米机器的设计和优化而言十分重要，具有广泛的应用价值。（王小龙）
《科技日报》（2013-9-6 二版）
[中科网]
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我国纳米科技得到全面发展
科技日报北京9月5日电 （记者李大庆）几年前，我国纳米科技论文数量就已跃居世界第一，如今在纳米科研、专利、标准及产业化方面也获得了全面发展。今天，在2013年中国国际纳米科技会议开幕之际，会议主席、中国科学院院长白春礼向记者介绍了近些年来我国纳米科技的发展情况。
白春礼说，从2009年开始，我国纳米科技的SCI论文就已超过美国，跃居世界第一位，同时，论文的质量也大幅提高，被引用次数跃居世界第二位。
除了论文，我国在纳米科技的专利、标准制定等方面也有了长足的进步。据白春礼介绍，在“十一五”期间，我国纳米科技领域申请或授权的发明专利数量显著增长，超过美国跃居世界第二。在纳米技术标准化方面，我国已与世界同步：“十二五”期间，我国积极参与并部分主导了国际纳米技术标准工作，在国际纳米标准化工作中占有一席之地。同时，颁布了一批国家纳米技术标准，初步形成了纳米标准化体系；研制了多项国家标准物质及标准样品，填补了国内空白，为我国纳米科技的产业化应用奠定了基础。“十二五”期间，许多研究成果已展现出巨大的产业化前景，碳纳米管触摸屏、电池用碳纳米管导电浆料、绿色印刷、印刷电子、纳米抛光液、纳米传感器等产品在多个行业实现规模化生产；传染性疾病快速检测、组织工程修复材料、纳米化药物研发不断推进，纳米技术应用于生物医学前景良好；纳米技术在催化领域的应用取得重大突破，一批重要催化剂实现产业化；“十二五”期间，我国在能源与环境纳米技术领域发展从弱到强，开创了能源与环境纳米技术新领域。
不仅如此，我国的一些纳米研究成果在国际上也引起了巨大反响：在实验上首次发现了反常量子霍尔效应，是在美国物理学家霍尔于1880年发现反常霍尔效应133年后，首次实现的反常霍尔效应的量子化，它被视作“世界基础研究领域的一项重要科学发现”；在国际上首次实现亚纳米分辨的单分子光学拉曼成像，将具有化学识别能力的空间成像分辨率提高到前所未有的0.5纳米。审稿人盛赞这项工作“打破了所有的纪录，是该领域创建以来的最大进展”“是该领域迄今质量最高的顶级工作，开辟了该领域的一片新天地”“是一项设计精妙的实验观测与理论模拟相结合的意义重大的工作”。
中国在纳米科技领域飞速发展，因而，中国国际纳米科技会议才能吸引全球40多个国家和地区的1000多名代表来京研讨。自2005年起，中国国际纳米科技会议已经召开了5次。
《科技日报》（2013-9-6 一版）
[中科网]