制造非常小的元件是研發(fā)中的一個重要挑戰(zhàn)。晶體管就是一個例子——它們越小，我們的計算機就越快、越節(jié)能。但是邏輯門的尺寸有限制嗎？是否有可能在分子尺度上制造電機？隆德大學的化學研究小組表示，答案可能是“是”。
“我們開發(fā)了一種簡單的碳氫化合物分子，當暴露于電動勢時，它可以改變其形式，同時從絕緣變?yōu)閷щ?。成功的公式是在分子中設計一個所謂的反芳香環(huán)，使其變得更強因此可以接收和傳遞電子，”隆德大學化學研究員Daniel Strand 說。
許多有機分子由芳香苯環(huán)組成，芳香苯環(huán)是六個碳原子的扁平環(huán)。一個簡單的例子是石墨烯。然而，如果受到電動勢的影響，分子不能改變其性質或形狀。因此，研究小組選擇研究由八個碳原子組成的環(huán)的碳氫化合物。這些是反芳香烴，可以彎曲成管狀。如果將兩個電子注入這樣的分子中，它就會變平，從絕緣狀態(tài)切換到導電狀態(tài)，這一功能類似于晶體管從0 切換到1。
“分子的一個獨特之處在于它們非常簡單。它們僅由碳和氫原子組成，這使得它們更容易合成，”丹尼爾·斯特蘭德說。
這一發(fā)現(xiàn)意味著研究人員現(xiàn)在可以考慮如何使用反式芳族化合物在單分子水平上開發(fā)電氣開關和新的機械系統(tǒng)。
“響應電勢而改變形式的分子開啟了令人興奮的可能性。人們可以想象未來的節(jié)能計算機架構，也許還有分子級電機，”丹尼爾·斯特蘭德總結道。
