还真不是谣言,将要举办的是史无前例的Nanocar国际纳米车拉力赛,时间是4月28-29日,地点在法国西南部的小城图卢兹。不过金砖倒是不需要,这次由金原子构成的赛道总长才100纳米,只是1毫米的万分之一。赛道的设计很特别,前进20纳米转向45°,再走30纳米转向45°,最后走完100纳米,而温度则一直保持在零下270摄氏度。参赛的纳米小车其实也并没有传统的车轮、底盘,每辆都由区区几百个分子构成,需要在赛场上现场组装。
在这场由法国国家科学研究中心CNRS组织的比赛中,不管是参赛者还是“吃瓜群众”(如果有的话),用肉眼看不到任何东西,得靠法国材料进展和结构研究中心CEMES的扫描隧道显微镜全程跟踪比赛,再在互联网上直播。这台显微镜的独特之处在于它有4个钨制成的扫描针尖,所以才可以同时跟踪4辆纳米小车。而大多数类似显微镜都只有单一针尖,连同时跟踪2个物件都做不到。
2016年底,从报名的9个团队中初选了6队,最后将有4队上场比试,每队占用黄金表面的一个车道。显微镜扫描针尖发出的微小电脉冲是小车前进的动力,但如果针尖触碰到小车,则会被判为犯规。小车在中途出事故,比如散了架,将允许掉换。比赛最长的持续时间规定为36小时,计时开始前还有6小时用于赛道的清理准备工作。
纳米车拉力赛的想法,来自法国国家科学研究中心的高级研究员克里斯汀·尤沃金(也是本赛事总监)和图卢兹第三大学的化学教授格林奈伊·哈朋教授,是他们2013年在一本科学杂志的纳米机器研究综述中提出的。
在3年的筹备中遇到许多挑战,比如赛场金表面的准备,它必须适应所有类型的分子汽车,还有多尖端隧道显微镜的配合。参赛团队也必须克服一系列困难,诸如如何放置分子,显微镜下可视,搭成能前行能拐弯的纳米车;还得满足分子结构和推进形式方面的各项规则。
Nanocar拉力赛为研究人员提供了独特的机会,借助前沿技术,测试分子机器的性能,用科学仪器控制它们。竞赛也挑战化学和物理学领域的新进展。团队在此过程中建立的新技能、数据和经验,将有助于发展称为膜科学的新表面科学。它使细胞表面放置分子机器,或控制液体中单个分子的运动成为可能。
有朝一日,所谓“分子机器”能有诸多用武之地,从体内靶向药,到热金属表面能量的捕获和储存;从原子级微观电子元器件制造,到原子级工业废物降解,前景实难预测。现在让分子机器们先比试比试,定能促进这个领域的创新,这与汽车拉力赛常常惠及消费汽车世界,是一样的道理。
凌启渝