根據一份新的報告，科學家們設計出了一種單分子裝置，能夠將光轉化為機械能。這些發現今天發表在《科學》雜誌上，可能有助於未來分子機器的電機或開關的設計工作。
之前的研究表明，一些聚合物透過改變其構型來對光產生反應。反過來，這會改變它們所構成材料的長度。在這項新的工作中，由德國慕尼黑路德維希-馬克西米利安大學奈米科學中心的Hermann Gaub領導的科學家團隊，著手測試這種現象是否適用於儘可能小的尺度：單個分子。他們將聚合物分子的末端連線到載玻片上，另一端連線到原子力顯微鏡（AFM）的尖端。透過將兩種不同波長的光照射到聚合物上，該團隊使其在兩種不同的長度之間切換了多次。
研究人員接下來試圖確定他們的聚合物分子是否可以將這種光激發轉化為機械功。在拉伸分子後，他們對原子力顯微鏡的尖端施加了一個力，拉動聚合物。五個光脈衝導致分子收縮並移動了原子力顯微鏡的尖端。然後，透過更長波長的光脈衝，聚合物可逆地恢復到其原始長度。
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實驗結果表明，光敏分子可以用作奈米器件中的微型開關或致動器。該系統絕不是最最佳化的，研究合著者Nolan B. Holland（現就職於凱斯西儲大學）說，但它確實表明這些分子可以將機械功新增到系統中。不同的分子可能具有更大的運動範圍或能夠承受更大的力。然而，這項工作的初步性質使得Gaub將對潛在應用的推測稱為“科幻”，目前而言。