显微镜下的纳米赛车竞赛

  准备，各就各位，动身!一场赛车竞赛拉开了前奏，现场却没有观众呐喊助威，也没有惯例的跑道和赛车。它们在哪儿?

  这是一场肉眼无法直接观看的赛车竞赛，参加竞速的赛车只要几纳米长，约相当于头发丝直径的万分之一，行进速度最高只要每小时几十纳米。

  2022年3月24日至25日，第二届纳米赛车竞赛在法国图卢兹国家科研中心试验室里举办，8支来自不同国家或区域的研讨团队要用他们规划制作的分子赛车竞赛冠军。竞赛全程都依托扫描隧道显微镜进行，参赛团队要经过显微镜调查、控制赛车的行进和转弯，让赛车在24小时的路程内行进尽或许远的间隔、经过更多的弯道。

  这些赛车看上去像是由许多小球组成的，这些小球便是原子。原子是构成物质的微观粒子，就像一块块乐高积木。一些物质是由相同的“积木”直接拼成，一些则是由不同的“积木”先组成小零件——分子，再由分子构成的。每辆赛车由100~1000个原子组成。

  尽管参赛者们会集在图卢兹的试验室竞赛，但赛场坐落各队地点国家或区域的8个试验室。赛道十分豪华，是由纯金片打造，不过，总宽度只要8毫米。

  其表面看似润滑，经显微扩大后能看到表面上摆放着一些曲折且宽度不均的小凹槽，赛车就在凹槽中行进。凹槽起到了固定赛车的效果，避免这些比细菌还小的车跑着跑着就跑丢了，但这也让分子赛车在过弯道时十分简单被卡住。

  这么小的分子赛车自然是无人驾驶的，应该说没什么生物能坐在上面开车，那赛车是怎么移动的呢?

  每队的赛场都有一台扫描隧道显微镜，各队在图卢兹的试验室顶用电脑长途控制各自的显微镜。扫描隧道显微镜要作为赛车的跟拍摄像机，使用其成像功用将竞赛画面扩大，让人能看到。与此同时，它也是赛车的驱动器。显微镜上有一个探针，用探针对着赛车隔空放电一次，赛车就能移动几纳米到几十纳米，但制止探针直接碰触赛车。

  终究，来自日本和西班牙的两支部队取得并列冠军，两队赛车别离行进了1054纳米和678纳米，各完结了54次转弯。

  这些纳米赛车实际上便是人工合成的分子机器，向分子机器供给能量，就能让其移动履行特定使命。这项竞赛能协助科学家精进分子机器规划技能。未来这些分子机器或许就会在人们看不到的微观世界完结各项工作，比方将药物运送到人体中，协助制作微型机器等。