分子推进器

分子推进器是一种可以旋转时推动流体的分子，由于其特殊的形状类似于宏观螺旋桨而设计：它具有多个分子尺度的叶片，这些叶片以一定的螺距角围绕着螺旋桨的圆周连接。轴，沿旋转轴对齐。

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由伊利诺伊大学芝加哥分校的 PetrKrál教授设计的分子推进器的叶片由平面芳香分子形成，轴为碳纳米管。分子动力学模拟表明，这些螺旋桨可在大块和液体表面上用作有效的泵。它们的泵送效率取决于叶片和液体之间的界面化学性质。例如，如果叶片是疏水性的，则水分子不会与其结合，而螺旋桨则可以很好地泵送它们。如果叶片是亲水性的，则水分子会形成氢键与极地叶片中的原子。这会在很大程度上阻塞其他水分子在叶片周围的流动，并显着降低其泵送速度。

分子推进器可以通过分子马达旋转，该分子马达可以通过化学、生物、光学和电学方法或各种类似棘轮的机制来驱动。大自然通过大量高度复杂的分子运动来实现大多数生物活动，例如肌球蛋白，驱动蛋白和ATP合酶。例如，附着在称为鞭毛的基于蛋白质的尾巴上的旋转分子马达可以推动细菌。

以类似的方式，分子推进器和分子电动机的组件可以形成可以泵送流体或进行运动的纳米级机器。这些纳米系统的未来应用范围包括：物理和化学领域的新型分析工具，生物学和医学领域的 药物输送和基因治疗，先进的纳米流体芯片实验室技术，以及在纳米级或微米级执行各种活动的微型机器人。