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我延長(zhǎng)手臂去接我的那杯咖啡有**的微型機(jī)器操作在我的二頭肌。 但是是什么使生物分子在肌肉組織成強(qiáng)大的工具,而原子的集合在打轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)里面我的杯子是無(wú)生命的嗎?
掌握和模擬分子機(jī)器的工作一直是引人入勝的冒險(xiǎn)為化學(xué)家,在其中他們的創(chuàng)造力被釋放。 的各個(gè)組成部分的微小世界的描述分子機(jī)器使用熟悉的術(shù)語(yǔ):烷基鏈可能被稱為活塞,例如,或苯環(huán)輪子。 但是在這些微小的機(jī)器可以被建立了,在深度知識(shí)如何保存組件結(jié)合在一起是必要的。
而不是堅(jiān)果和螺栓、分子機(jī)器是結(jié)合了分子間作用力;subtleA靜電吸引力和排斥力分子之間。 化學(xué)本質(zhì)上是動(dòng)態(tài)的,所以這些**可以容納分子強(qiáng)烈,但也一起執(zhí)行柔和的吸引力,這些分子在一起,但仍然拉允許一定程度的運(yùn)動(dòng)(seeA 表 。 1 和它是這些柔和的交互是關(guān)鍵。許多分子機(jī)器一實(shí)際上最主要的步驟,第分子機(jī)器是如何工作的機(jī)械聯(lián)鎖兩個(gè)分子,同時(shí)仍然允許他們自由移動(dòng),有點(diǎn)像擁有環(huán)滑動(dòng)沿著一條帶子。 這個(gè)問(wèn)題思考了很長(zhǎng)時(shí)間,直到1990年代,當(dāng)幾個(gè)發(fā)展融合,使它可能弗雷澤·斯圖達(dá)特,西北大學(xué)的化學(xué)家,我們生產(chǎn)的早期的原型分子機(jī)器在1994年( 無(wú)花果? 1 )。 2 這臺(tái)機(jī)器有軌道有兩個(gè)站和航天飛機(jī),它們之間滑動(dòng)。 航天飛機(jī)不能逃離結(jié)束的跟蹤,因?yàn)橛斜恐厝M兩端,它不能適應(yīng)在
的分子間力之間存在的航天飛機(jī)和不同的點(diǎn)在軌道上確定在哪里坐。 因?yàn)楹教祜w機(jī)是由非極性、芳香的構(gòu)建塊,西婭 —— 分子間力疊加在它和加油站的基于環(huán)芳烴相當(dāng)強(qiáng)勁。 航天飛機(jī)之間的力量和跟蹤由聚醚鏈則要弱的多,因?yàn)闆](méi)有芳香,對(duì)根堆棧
在正常情況下,航天飛機(jī)沒(méi)什么偏好兩站之間,所以它是自由移動(dòng)迅速聚醚鏈和兩個(gè)端口之間的。 然而,機(jī)器設(shè)計(jì)非常巧妙,可以改變其屬性在不同的條件下。 氮原子在第一站是基本的。 也就是說(shuō),他們很容易能夠接受氫離子(質(zhì)子)在接觸酸。 在這個(gè)過(guò)程中第車站收益正電荷。 這使得航天飛機(jī)(還有正電荷),所以航天飛機(jī)被推到第二站化學(xué)家們什么是本質(zhì)上是開關(guān)。 外加一點(diǎn)酸,其機(jī)轉(zhuǎn)兩州之間自由移動(dòng)的被限制在站.
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