导读 近 25 年前,荷兰格罗宁根大学首次开发出光驱动分子马达。本·费林加 (Ben Feringa) 教授由此获得了 2016 年诺贝尔化学奖。然而,让...
近 25 年前,荷兰格罗宁根大学首次开发出光驱动分子马达。本·费林加 (Ben Feringa) 教授由此获得了 2016 年诺贝尔化学奖。然而,让这些电机进行实际工作被证明是一个挑战。 Feringa 实验室于 4 月 26 日在《自然化学》上发表的一篇新论文描述了一系列改进,使现实生活中的应用更接近。
第一作者金宇盛现为奥地利科学技术研究所(ISTA)博士后研究员,他在攻读博士学位期间改造了“第一代”光驱动分子马达。 Feringa 实验室的研究。他的主要关注点是提高运动分子的效率。 “速度非常快,但分子吸收的光子中只有 2% 驱动旋转运动。”
这种低效率可能会妨碍现实生活中的应用。 “此外,提高效率将使我们更好地控制运动,”盛补充道。 Feringa 分子马达的旋转运动分四个步骤进行:其中两个是光化学步骤,另外两个步骤是温度驱动的。后者是单向的,但光化学步骤会导致分子异构化,这种异构化通常是可逆的。
盛着手提高驱动旋转运动的吸收光子的百分比。 “很难预测如何做到这一点,最后,我们意外地发现了一种有效的方法。”盛在马达分子中添加了醛官能团,作为进一步转化的第一步。
“但是,我决定测试这个中间版本的运动功能,发现它以我们以前从未见过的方式非常有效。”
为此,他与阿姆斯特丹大学范特霍夫分子科学研究所的分子光子学小组合作。使用先进的激光光谱和量子化学计算,绘制了电子衰变路径,为分子马达的工作提供了详细的见解。