迄今最小流量驱动电机仅二十五纳米
荷兰代尔夫特理工大学研究人员制造出世界上最小的流量驱动电机。受荷兰标志性风车和生物马达蛋白的启发,研究人员构建出一种通过DNA自我配置的流动驱动转子,可将电能或盐梯度的能量转化为有用的机械功。这一成果为在纳米尺度上设计主动机器人开辟了新的途径。相关论文发表在最近的《自然·物理》杂志上。
几千年来,旋转电机一直是人类社会的动力源。从荷兰及世界各地的风车和水轮,到今天代表绿色能源未来的先进的离岸风力涡轮机。这些由水流或风力驱动的旋转马达在生物细胞中也有突出的应用,FoF1-ATP合成酶就是一个例子,它能产生细胞运行所需的燃料。但到目前为止,要制造纳米级的合成结构仍然很难。
此次制造的流量驱动电机是由DNA材料制成的。这种结构与薄膜中的纳米孔(一个微小的开口)对接。在电场作用下,只有7纳米粗细的DNA束自组织成转子状结构,随后进入每秒10转以上的持续旋转运动。
7年来,研究人员一直在尝试自下而上地综合制造这样的旋转纳米电机。他们使用DNA折叠技术,利用互补DNA碱基对之间的特定相互作用来构建2D和3D纳米物体。通过施加电压等方式形成离子流产生能量,使转子旋转。其旋转方向由转子的手性设定,左旋顺时针旋转;右旋则逆时针旋转。研究人员还展示了这种“纳米涡轮机”承载负荷的能力。
研究人员表示,这一成果是一个里程碑,因为它是迄今为止首次在纳米尺度上实现的流量驱动有源转子实验。这项工作的重要性并不仅限于这个简单的转子本身,它背后的技术和物理机制为制造合成纳米电机开辟了一条全新途径——流量驱动的纳米涡轮机,这是一个尚未被探索的领域。
研究人员表示,他们制造出第一个纳米级涡轮机,再现了美丽的荷兰风车,但这一次它只有25纳米,相当于体内一个蛋白质的大小。
【总编辑圈点】
一般来说,无论是极大尺度还是极小尺度,都会对科学研究带来许多全新的挑战。就拿风车和涡轮机来说,它们的结构和原理早已被人所熟知,在生活中也比较常见,所以会被看作平平无奇。可是说起用DNA材料研制成的纳米尺度的涡轮机,那就进入了被探索的科学前沿。有人可能好奇,做这么迷你的涡轮机有啥用?不用担心,在医药研发、医疗手术等领域,纳米级机器人大有用途。
来源:科技日报
荷兰代尔夫特理工大学研究人员制造出世界上最小的流量驱动电机。受荷兰标志性风车和生物马达蛋白的启发,研究人员构建出一种通过DNA自我配置的流动驱动转子,可将电能或盐梯度的能量转化为有用的机械功。这一成果为在纳米尺度上设计主动机器人开辟了新的途径。相关论文发表在最近的《自然·物理》杂志上。
几千年来,旋转电机一直是人类社会的动力源。从荷兰及世界各地的风车和水轮,到今天代表绿色能源未来的先进的离岸风力涡轮机。这些由水流或风力驱动的旋转马达在生物细胞中也有突出的应用,FoF1-ATP合成酶就是一个例子,它能产生细胞运行所需的燃料。但到目前为止,要制造纳米级的合成结构仍然很难。
此次制造的流量驱动电机是由DNA材料制成的。这种结构与薄膜中的纳米孔(一个微小的开口)对接。在电场作用下,只有7纳米粗细的DNA束自组织成转子状结构,随后进入每秒10转以上的持续旋转运动。
7年来,研究人员一直在尝试自下而上地综合制造这样的旋转纳米电机。他们使用DNA折叠技术,利用互补DNA碱基对之间的特定相互作用来构建2D和3D纳米物体。通过施加电压等方式形成离子流产生能量,使转子旋转。其旋转方向由转子的手性设定,左旋顺时针旋转;右旋则逆时针旋转。研究人员还展示了这种“纳米涡轮机”承载负荷的能力。
研究人员表示,这一成果是一个里程碑,因为它是迄今为止首次在纳米尺度上实现的流量驱动有源转子实验。这项工作的重要性并不仅限于这个简单的转子本身,它背后的技术和物理机制为制造合成纳米电机开辟了一条全新途径——流量驱动的纳米涡轮机,这是一个尚未被探索的领域。
研究人员表示,他们制造出第一个纳米级涡轮机,再现了美丽的荷兰风车,但这一次它只有25纳米,相当于体内一个蛋白质的大小。
【总编辑圈点】
一般来说,无论是极大尺度还是极小尺度,都会对科学研究带来许多全新的挑战。就拿风车和涡轮机来说,它们的结构和原理早已被人所熟知,在生活中也比较常见,所以会被看作平平无奇。可是说起用DNA材料研制成的纳米尺度的涡轮机,那就进入了被探索的科学前沿。有人可能好奇,做这么迷你的涡轮机有啥用?不用担心,在医药研发、医疗手术等领域,纳米级机器人大有用途。
来源:科技日报
八大关节一个也不能受伤
髋关节:髋关节是所有承重关节中活动幅度最大,也是磨损最厉害的。一般到45岁以上,男女都会不同程度地出现髋关节问题。要护好髋关节,增强它周边的肌肉、韧带和肌腱力量非常重要。专家建议,平时应多练练瑜伽、游泳和骑车。如果坚持跑步,一定要热身,让关节变软后,再开始锻炼。另外可每天向后甩腿。
膝关节:在临床中,磨损性膝关节炎患者里,男性居多,通常是由于运动过猛导致的;肥胖女性则更容易发生膝盖磨损。要护好膝关节,必须让自己的双腿肌肉强健,因此平时应多做抬腿运动,有助增强大腿肌肉。另外,膝关节不好的人,捡重物时,一定要避免靠膝部支撑;最好也不要滑雪,这容易导致膝盖磨损。
颈关节:颈椎是脊椎最上面的3块,很灵活,可一旦受损伤,就会变得非常僵硬。所以办公时最好不要常时间低着头。日常生活中,可以将下巴尽量下压贴近胸部,然后抬头看天花板,动作要缓慢,这样有利于锻炼颈关节。
踝关节:走路或跑步时,踝关节最先受到冲击。而35—45岁,是它的发病高峰期。专家建议,为保护踝关节,鞋跟高度最好控制在3厘米左右,尽量不要穿平底鞋和人字拖。可在日常生活中锻炼踝关节:保持坐姿,脚尖上下运动,然后再顺时针和逆时针转动脚尖。
肩关节:肩膀平时不承受任何重量,所以肩关节磨损几率较小,只在常提重物的中年男性中较为普遍。对于肩关节来说,最大的危险是运动不够。因此要加强锻炼。如双手举过头顶做拉伸;走路时摆臂也有很大帮助。
肘关节:举重物会导致肘关节损伤,同时做伸臂和旋转这样的动作,也会拉伤肘关节附近的韧带。因此,抓东西时最好将把手换成大号的,这样就不会太费劲。使用电脑时,鼠标最好离身体近点,以免拉伸肘关节韧带。另外常弯曲伸直手臂,可以让肌腱和韧带保持柔软。
腕关节和手关节;手指的关节比腕关节更容易发生磨损,尤其是那些长时间做手工活的女性,发病率非常高。因此日常生活中,最好不要老让手长时间保持同一姿势,经常做做抓握动作,或者一手握拳,另一手抱住拳头,左右上下活动手腕。
#女性健康[超话]# https://t.cn/A6XEm6KY
髋关节:髋关节是所有承重关节中活动幅度最大,也是磨损最厉害的。一般到45岁以上,男女都会不同程度地出现髋关节问题。要护好髋关节,增强它周边的肌肉、韧带和肌腱力量非常重要。专家建议,平时应多练练瑜伽、游泳和骑车。如果坚持跑步,一定要热身,让关节变软后,再开始锻炼。另外可每天向后甩腿。
膝关节:在临床中,磨损性膝关节炎患者里,男性居多,通常是由于运动过猛导致的;肥胖女性则更容易发生膝盖磨损。要护好膝关节,必须让自己的双腿肌肉强健,因此平时应多做抬腿运动,有助增强大腿肌肉。另外,膝关节不好的人,捡重物时,一定要避免靠膝部支撑;最好也不要滑雪,这容易导致膝盖磨损。
颈关节:颈椎是脊椎最上面的3块,很灵活,可一旦受损伤,就会变得非常僵硬。所以办公时最好不要常时间低着头。日常生活中,可以将下巴尽量下压贴近胸部,然后抬头看天花板,动作要缓慢,这样有利于锻炼颈关节。
踝关节:走路或跑步时,踝关节最先受到冲击。而35—45岁,是它的发病高峰期。专家建议,为保护踝关节,鞋跟高度最好控制在3厘米左右,尽量不要穿平底鞋和人字拖。可在日常生活中锻炼踝关节:保持坐姿,脚尖上下运动,然后再顺时针和逆时针转动脚尖。
肩关节:肩膀平时不承受任何重量,所以肩关节磨损几率较小,只在常提重物的中年男性中较为普遍。对于肩关节来说,最大的危险是运动不够。因此要加强锻炼。如双手举过头顶做拉伸;走路时摆臂也有很大帮助。
肘关节:举重物会导致肘关节损伤,同时做伸臂和旋转这样的动作,也会拉伤肘关节附近的韧带。因此,抓东西时最好将把手换成大号的,这样就不会太费劲。使用电脑时,鼠标最好离身体近点,以免拉伸肘关节韧带。另外常弯曲伸直手臂,可以让肌腱和韧带保持柔软。
腕关节和手关节;手指的关节比腕关节更容易发生磨损,尤其是那些长时间做手工活的女性,发病率非常高。因此日常生活中,最好不要老让手长时间保持同一姿势,经常做做抓握动作,或者一手握拳,另一手抱住拳头,左右上下活动手腕。
#女性健康[超话]# https://t.cn/A6XEm6KY
午餐前写下的片段-关于十二宫:
十二宫对外界的观察,相对于前面十一宫(客观)来说是有偏差的。前面十一宫成立的秩序,在十二宫的观察里都会戴上十二宫滤镜。
简单地说,在十二宫眼里,前面十一宫会发生一个逆时针方向的旋转,也就是说,即使是(客观)一宫白羊的存在,在十二宫眼里会变得更像一宫双鱼,也就是(客观)一宫白羊的第十二宫的位置。
十二宫对外界的观察,相对于前面十一宫(客观)来说是有偏差的。前面十一宫成立的秩序,在十二宫的观察里都会戴上十二宫滤镜。
简单地说,在十二宫眼里,前面十一宫会发生一个逆时针方向的旋转,也就是说,即使是(客观)一宫白羊的存在,在十二宫眼里会变得更像一宫双鱼,也就是(客观)一宫白羊的第十二宫的位置。
✋热门推荐