圖片來源：賓夕法尼亞州立大學 |
來自賓夕法尼亞州立大學和萊斯大學的科學家發現了有史以來最小的開關：單個分子。並且由於開關是計算機記憶體和邏輯系統的核心，這些結果發表在今天出版的《科學》雜誌上，可能為分子計算的未來帶來希望。
使用掃描隧道顯微鏡，研究人員拍攝了單個分子的照片，這些分子被稱為亞苯基乙炔低聚物，位於塗有不同化學物質的表面上，時間長達26小時。當分子處於“開啟”（下圖）和“關閉”（上圖）狀態時，會呈現不同的形狀。透過改變支撐層中分子的排列方式，科學家們能夠控制引入的分子的開關頻率。更有序的環境似乎限制了分子透過圍繞原子之間的單鍵旋轉來改變其形狀或構象的能力。當這種旋轉受到阻礙時，開關也會受到阻礙，這表明兩者之間存在聯絡。
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儘管科學家們在將分子從“開啟”狀態變為“關閉”狀態方面取得了一些成功，但將它們開啟卻更加困難。賓夕法尼亞州立大學的化學教授保羅·韋斯說：“之前有人預測單個分子不會開關，但我們證明它們可以，並且我們至少確定了部分機制。” 他提醒說，他們離為分子開關設計應用（例如計算機架構）還有很長的路要走。他說，下一步是“弄清楚如何控制分子在‘開啟’和‘關閉’之間的運動。”