你听说过勒芒24小时耐力赛吗?每年在法国举行的长达一天的耐力赛?在几百公里外的图卢兹，科学家们正在为一场更漫长、前所未有的比赛做准备。它不会发生在经典的赛道上，而是在世界上最小的专门建造的黄金赛道上。这是有史以来第一场纳米赛车比赛，或者简单地说，纳米赛车。虽然看起来很有趣，但这场比赛有一个严肃的科学目的:测试一种最近安装在法国南部的独特扫描隧道显微镜(STM)。这场比赛还将为纳米汽车如何应对极端条件提供新的见解。
基督教Joachim法国国家科学研究中心(CNRS)和纳米竞赛的组织者说，“多亏了STM系统的进步，现在可以操纵单个原子，甚至分子。”“有了这种新型的四尖显微镜，不同的人可以同时在同一个表面上工作。这项技术最终将提高原本速度较慢的仪器的运行速度。”他补充道。这意味着四个纳米汽车可以独立“驾驶”，每个尖端为机器提供动力。从每个尖端流出的电子实际上将成为纳米汽车的燃料——推动它前进——而获胜的机器将是走得最远的机器。
大约一个月前，六支参赛队伍中的三支在图卢兹进行了“热身”。埃里克·马森他是美国队的领队之一俄亥俄山猫纳米货车美国俄亥俄大学的一名研究人员和该团队的研究人员对“可以使用这个非常神奇的四尖STM”感到兴奋。他以前从未研究过纳米汽车，但曾合成过其他超分子。他决定将其中的一些结合起来，首次设计出一辆纳米汽车。“我们的设计融合了美学和实用性。我以前研究过可以很容易地想象成轮子的大环，以及具有刚性轴组件的伪紫杉烷。俄亥俄州的研究小组以一种优雅的方式制造了它的纳米汽车:“我们把框架悬挂在水中，”马森解释说。“然后，我们添加轮子，然后汽车一步一步地自我组装。当我们加入最后一个轮子时，汽车突然变得水溶性，沉淀物消失了。”The complexity of the nanocar’s structure suggests that it would have a highly complex NMR spectrum. But Masson says this isn’t the case at all and, thanks to the symmetry of the nanocar, ‘the NMR is pristine, there’s no doubt on where the wheels end up’.
逐底竞争
和歌录像的团队负责人和设计师日本NIMS-NAMA日本国立材料科学研究所的研究人员说:“比赛的目标是看看分子在这些非常特殊的条件下是如何表现的。”她补充说:“我们举办这场比赛是为了获得乐趣，并与世界分享我们发现的重要性。”她的团队面临的主要挑战是让纳米汽车进入黄金轨道，最终用STM显微镜对它们进行成像。她仍然很乐观，“因为有数百万辆汽车;如果其中一个被毁了，我们还可以用另一个继续比赛。”
We-Hyo国企他是日本队的“车手”之一，也是2012年吉尼斯世界纪录的保持者世界上最小的工作齿轮，向manbetx手机客户端3.0为什么比赛要花38个小时。“因为我们必须在大约5K(-268℃)的低温下保持轨道，我们受到了氦气罐容量的限制。对索恩来说，赢得比赛并不重要重要的是扩大对分子机器行为的理解。
然而,Gwenael Rapenne他是法国人的领袖图卢兹纳米移动汽车俱乐部图卢兹大学的化学教授说:“比赛的目标就是赢!开玩笑的是，真正的目标是使用新的四尖STM显微镜，这在世界上是非常独特的。拉佩妮还认为纳米赛跑是一个寻找新资金来源的绝佳机会。他说:“我们不能用公共资金来资助像马拉松这样的活动，而且让私人公司资助基础研究也很复杂，因为应用程序太遥远了。这项纳米赛车得到了丰田(Toyota)、标致(Peugeot)和米其林(Michelin)等公司的赞助。Rapenne说，来自汽车公司的支持将帮助他们开发新的STM显微镜。这个法国团队设计了两辆车:一辆是澳门万博公司他们最初的、技术模拟的、共价键纳米车，另一辆是他们新设计的弯曲纳米车——被称为“绿色小车”，因为分子实际上是绿色的——它最大限度地减少了与赛道的相互作用。Rapenne说:“具有共价键的分子组合比自组装的纳米汽车更稳定、刚性和精确。”根据Rapenne的说法，“相似的分子可以在STM中存在长达6个月。他们非常稳定!”
梦想的机器
尽管存在一些竞争，但所有的领队都认为这场比赛将有利于他们的领域。许多人也欣喜若狂2016年诺贝尔化学奖授予了一个他们非常关心的话题-分子机器。“我为我的博士导师Jean-Pierre Sauvage感到高兴，”Rapenne说。“到目前为止，很多人认为分子机器只是玩玩而已，没有实际应用价值。诺贝尔奖承认了这一领域的真正重要性。”“这肯定会促进分子机器的研究，”索同意说。
史蒂夫Goldup他在英国南安普顿大学从事连锁分子和分子机器的研究，他说:“也许这个纳米赛车在某种程度上吸引了诺贝尔奖的想象力，因为这是一个非常简单的想法:人们制造了非常小的汽车，他们要用它们来比赛。”每个人都明白。”Goldup says it is thought-provoking that ‘some of the structures aren’t recognisably cars in the sense that they don’t have four wheels, a chassis and a motor’. ‘We know how to move things on the macroscopic scale; what will work best at the nanoscale, on a gold surface?,’ he wonders. He adds that the four tip STM is the real star of the show. ‘These kinds of imaging techniques will be useful not only in nanotechnology, but also in biological applications, and it’s a great idea to challenge the system to be fast’.
戈德普补充说，“在网站上有投注选项会很酷”，并列出了他最喜欢的。他说:“我赌瑞士队赢，因为设计太简单了，而且有点违反直觉。”“德国的纳米风车也很漂亮。”
马森说，比赛将于明年4月27日至29日举行。经过两轮资格赛，将有四支队伍进入38小时的决赛。约阿希姆解释说:“每张图像大约需要5分钟，纳米汽车只能以3纳米的微小步骤移动。”几乎可以肯定的是，车手们会在进站进行换车，组委会也为车手们安排了一个休息的地方。“但是为了防止他们想保持清醒，显微镜的制造商给了我们一个免费的咖啡机!约阿希姆开玩笑说。
12月13日更新，澄清勒芒的位置。
费尔南多Gomollón贝尔是一名科学作家和传播者，居住在英国剑桥。
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