几千年来,旋转电机一直是人类社会的动力源泉。我们可以回顾一下历史,横跨荷兰和世界的风车和水车。今天,先进的海上风力涡轮机驱动着我们绿色能源的未来。
“这些由水流驱动的旋转马达,在生物细胞中也有突出的特点。一个例子是FoF1-ATP合成酶,它产生细胞运作所需的燃料。但迄今为止,纳米级的合成结构仍然难以捉摸,”代尔夫特理工大学(TU Delft)仿生科学系Cees Dekker教授实验室的博士后研究员施新(音译)博士说。
“我们的流动驱动马达是由DNA材料制成的。这种结构被对接在一个纳米孔上,一个微小的开口,在一个薄薄的膜上。在电场的作用下,厚度仅为7纳米的DNA束自我组织成一个类似转子的构造,随后被设定为每秒超过10转的持续旋转运动,”研究的第一作者施新说。
“已经7年了,我们一直在尝试自下而上地合成这种旋转的纳米电机。我们与慕尼黑工业大学的亨德里克-迪茨实验室合作,使用了一种叫做DNA折纸的技术,”监督这项研究的Cees Dekker补充说。“这项技术利用互补的DNA碱基对之间的特定相互作用来构建二维和三维纳米物体。转子利用来自水和离子流的能量。这是通过施加电压或更简单的方式建立的:通过在膜的两边有不同的盐浓度。后者实际上是生物学中最丰富的能量来源之一,为各种关键过程提供动力,包括细胞燃料合成和细胞推进。”
解决一个难题
这项成就是一个里程碑,因为它是有史以来第一次在纳米尺度上实现流动驱动的主动转子的实验。然而,当研究人员第一次观察到旋转时,他们感到困惑:如此简单的DNA棒如何能表现出这些漂亮、持续的旋转?在与理论家Ramin Golestanian和他在哥廷根的马克斯-普朗克动力学和自组织研究所的团队的讨论中,这个难题得到了解决。他们对该系统进行了建模,并揭示了迷人的自组织过程,在这个过程中,束状物自发地变形为手性旋转体,然后与来自纳米孔的流动相耦合。
从简单到合理的设计
施新说:“这个自组织过程真正显示了简单的美。但是这项工作的重要性并不局限于这个简单的转子本身。它背后的技术和物理机制建立了一个全新的构建合成纳米马达的方向:流动驱动的纳米涡轮机,这是一个令人惊讶的未被科学家和工程师探索的领域。你会惊讶于我们在建造这种流动驱动的纳米涡轮机方面所知道的和所取得的成就是如此之少,特别是考虑到我们在建造它们的宏观对应物方面有几千年的知识,以及它们在生命本身所发挥的关键作用。”
在进一步的步骤中(已在预印本中),该小组利用他们从构建这种自组织转子中学到的知识,取得了下一个重要进展:第一个合理设计的纳米级涡轮机。“就像科学和技术总是这样,我们从一个简单的风车开始,现在能够重现美丽的荷兰风车,但这次的尺寸只有25纳米,相当于你体内一个蛋白质的大小,”施新说,“而且我们证明了它们承载负荷的能力。”
“而现在,旋转方向是由设计的手性设定的,”Dekker补充说。“左手的涡轮机顺时针旋转;右手的涡轮机逆时针旋转。”
除了更好地理解和模仿FoF1-ATP合成酶等运动蛋白外,这些结果为在纳米尺度上设计主动式机器人打开了新的前景。施新表示:“我们在这里展示的是一个纳米级的发动机,它真正能够传递能量并做功。你可以用18世纪蒸汽机的首次发明来做个比喻。谁能预料到它是如何从根本上改变我们的社会的呢?我们现在可能正处于与这些分子纳米发动机类似的阶段。潜力是无限的,但仍有许多工作要做。”
京东创始人刘强东和其妻子章泽天最近成为了互联网舆论关注的焦点。有关他们“移民美国”和在美国购买豪宅的传言在互联网上广泛传播。然而,京东官方通过微博发言人发布的消息澄清了这些传言,称这些言论纯属虚假信息和蓄意捏造。
日前,据博主“@超能数码君老周”爆料,国内三大运营商中国移动、中国电信和中国联通预计将集体采购百万台规模的华为Mate60系列手机。
据报道,荷兰半导体设备公司ASML正看到美国对华遏制政策的负面影响。阿斯麦(ASML)CEO彼得·温宁克在一档电视节目中分享了他对中国大陆问题以及该公司面临的出口管制和保护主义的看法。彼得曾在多个场合表达了他对出口管制以及中荷经济关系的担忧。
今年早些时候,抖音悄然上线了一款名为“青桃”的 App,Slogan 为“看见你的热爱”,根据应用介绍可知,“青桃”是一个属于年轻人的兴趣知识视频平台,由抖音官方出品的中长视频关联版本,整体风格有些类似B站。
日前,威马汽车首席数据官梅松林转发了一份“世界各国地区拥车率排行榜”,同时,他发文表示:中国汽车普及率低于非洲国家尼日利亚,每百户家庭仅17户有车。意大利世界排名第一,每十户中九户有车。
近日,一项新的研究发现,维生素 C 和 E 等抗氧化剂会激活一种机制,刺激癌症肿瘤中新血管的生长,帮助它们生长和扩散。
据媒体援引消息人士报道,苹果公司正在测试使用3D打印技术来生产其智能手表的钢质底盘。消息传出后,3D系统一度大涨超10%,不过截至周三收盘,该股涨幅回落至2%以内。
9月2日,坐拥千万粉丝的网红主播“秀才”账号被封禁,在社交媒体平台上引发热议。平台相关负责人表示,“秀才”账号违反平台相关规定,已封禁。据知情人士透露,秀才近期被举报存在违法行为,这可能是他被封禁的部分原因。据悉,“秀才”年龄39岁,是安徽省亳州市蒙城县人,抖音网红,粉丝数量超1200万。他曾被称为“中老年...
9月3日消息,亚马逊的一些股东,包括持有该公司股票的一家养老基金,日前对亚马逊、其创始人贝索斯和其董事会提起诉讼,指控他们在为 Project Kuiper 卫星星座项目购买发射服务时“违反了信义义务”。
据消息,为推广自家应用,苹果现推出了一个名为“Apps by Apple”的网站,展示了苹果为旗下产品(如 iPhone、iPad、Apple Watch、Mac 和 Apple TV)开发的各种应用程序。
特斯拉本周在美国大幅下调Model S和X售价,引发了该公司一些最坚定支持者的不满。知名特斯拉多头、未来基金(Future Fund)管理合伙人加里·布莱克发帖称,降价是一种“短期麻醉剂”,会让潜在客户等待进一步降价。
据外媒9月2日报道,荷兰半导体设备制造商阿斯麦称,尽管荷兰政府颁布的半导体设备出口管制新规9月正式生效,但该公司已获得在2023年底以前向中国运送受限制芯片制造机器的许可。
近日,根据美国证券交易委员会的文件显示,苹果卫星服务提供商 Globalstar 近期向马斯克旗下的 SpaceX 支付 6400 万美元(约 4.65 亿元人民币)。用于在 2023-2025 年期间,发射卫星,进一步扩展苹果 iPhone 系列的 SOS 卫星服务。
据报道,马斯克旗下社交平台𝕏(推特)日前调整了隐私政策,允许 𝕏 使用用户发布的信息来训练其人工智能(AI)模型。新的隐私政策将于 9 月 29 日生效。新政策规定,𝕏可能会使用所收集到的平台信息和公开可用的信息,来帮助训练 𝕏 的机器学习或人工智能模型。
9月2日,荣耀CEO赵明在采访中谈及华为手机回归时表示,替老同事们高兴,觉得手机行业,由于华为的回归,让竞争充满了更多的可能性和更多的魅力,对行业来说也是件好事。
《自然》30日发表的一篇论文报道了一个名为Swift的人工智能(AI)系统,该系统驾驶无人机的能力可在真实世界中一对一冠军赛里战胜人类对手。
近日,非营利组织纽约真菌学会(NYMS)发出警告,表示亚马逊为代表的电商平台上,充斥着各种AI生成的蘑菇觅食科普书籍,其中存在诸多错误。
社交媒体平台𝕏(原推特)新隐私政策提到:“在您同意的情况下,我们可能出于安全、安保和身份识别目的收集和使用您的生物识别信息。”
2023年德国柏林消费电子展上,各大企业都带来了最新的理念和产品,而高端化、本土化的中国产品正在不断吸引欧洲等国际市场的目光。
罗永浩日前在直播中吐槽苹果即将推出的 iPhone 新品,具体内容为:“以我对我‘子公司’的了解,我认为 iPhone 15 跟 iPhone 14 不会有什么区别的,除了序(列)号变了,这个‘不要脸’的东西,这个‘臭厨子’。