水是納米機器理想的潤滑劑 _潤滑劑

據物理學家組織網近日報道，荷蘭阿姆斯特丹大學的研究人員發現，在納米機器周圍添加一滴“潤滑劑”會使其運動更為順暢和快速。讓人驚訝的是，這種神奇的“潤滑劑”不是什么復雜的東西，而是人們最常見、最熟悉的一種物質——水。相關論文發表在9月1日出版的《自然·化學》雜志上。
阿姆斯特丹大學博士馬斯希斯·潘瑪和他的同事設計了兩個只有一個分子大小的納米機器，以此來研究由光驅動的分子輪和分子馬達。每個納米機器都由數十個原子組成，被放置在一種有機溶劑（乙腈）當中。他們使用了先進的核自旋共振和超快激光器來對這兩個納米機器進行研究。實驗中，研究人員發現，如果在溶劑中加入一定比例的水，納米機器會運動得更快。
潘瑪認為，這種潤滑效應可能與納米機器運動部件之間的氫鍵相關。在納米機器運動時氫鍵會暫時被打破。但這并非容易的事情，通常情況下，被解開而發生破碎的氫鍵會再次快速“抓住”對方，之后納米機器就會減速。而有水存在的情況下，分開的氫鍵會與水分子作用形成新的氫鍵，而不是快速“抓住”對方。其結果是，納米機器運動部件之間的氫鍵保持打破狀態的時間更長，這樣一來，納米機器內部的摩擦減少，速度增加。由于水分子尺寸較小，能動性高，容易形成氫鍵。因此，水很可能是納米機器潤滑劑的理想候選。。
【水是納米機器理想的潤滑劑】研究人員稱，該發現其實始于一次偶然。當實驗剛剛開始時，他們注意到分子馬達的轉速會因所使用的溶劑瓶的不同而有輕微的區別。而后才發現這與溶劑中不小心混入的水相關。如果多次打開一瓶溶劑，空氣中少量的水分就會逐漸溶解在溶劑里面。有幾個溶劑瓶就是因為這個原因，才比其他的含水量稍高一些，速度的差異也正是由此產生的。察覺到這一點后，他們開始向溶劑中增加更多的水以獲取更快的轉速。經過反復驗證， 3%含量的水被證明最為適宜，能使納米機器提速兩倍以上。除了水，研究人員還嘗試添加了其他物質，但潤滑效果都遠不如水潘瑪表示，該發現對納米機器的設計和優化而言十分重要，具有廣泛的應用價值