在微米尺度上引導分子運動（molecular movement）有可能將光轉化為可持續能源（sustainable energy）。

合成（Synthetic）、自制纖維（self-made fibers）已被發現可以引導分子運動，這可以通過長距離的光來推動，從而促進了以新方式利用光作為可持續能源來源的潛力。

諾丁漢大學（英國）的研究人員使用了超分子系統——通過分子間相互作用組織的分子亞單元組合，可以是離子或共價的——其中分子“旅行者”可以被光沿著幾微米的路徑推進當用可見光照射時（見圖）。

“在生物體中，分子馬達沿著特定的分子路徑行進，[這是]細胞功能的重要組成部分，”諾丁漢化學學院教授、這項研究的首席研究員大衛·阿瑪比利諾 (David Amabilino) 說。“我們已經證明，液體中的合成、自制分子纖維的行為就像分子旅行者在其長度 10,000 倍的距離內移動的路徑。”

發現互動

在這項研究中，帶相反電荷的化學基團之間的相互作用被用來在典型的靜態系統中產生運動；研究人員在纖維中引入了一種轉換分子（“來回擺動得很快”）。

具體來說，根據該團隊的說法，當光線照射到路徑上時，旅行者分子與路徑的相互作用會減弱。研究人員發現，這“可能存在一定距離”。

當開關分子受到照射時，會釋放熱量；“這種熱量具有幫助鋼絲圈移動的局部效應，因此開關的機械運動以及它發生時釋放的熱量對于使系統工作很重要。”

反射熒光顯微鏡使研究人員能夠同時激發移動的分子并在它們發光時觀察它們。

諾丁漢團隊的系統“對形成纖維的溶劑很敏感”。研究合著者馬里奧·桑佩里 (Mario Samperi) 表示，在強液體中，移動的分子會沿著纖維移動到另一個位置。

他指出，當液體較弱時，“重新排列的纖維環會在旅行者沿著其移動并融入新形成的圓形軌道的地方形成。

我們希望能夠以可控的方式將其他分子從一個地方運輸到另一個地方，以便移動的分子可以將包裹從一個地方帶到另一個地方，模仿自然，但使用光作為能量。”

這是此類系統第一次能夠模仿細胞中纖維的這種運動。“如果我們能找到在這個過程中利用光的潛力的方法，”Amabilino 說，“那么它可以為在光激活藥物中的使用鋪平道路，為利用光能作為能源的新方法，以及 創造新的可持續方式來執行化學任務。”

審核編輯：劉清