UCLA研究人员揭示了关于纳米级的物质属性的新见解

粘度像水的粘度进入UCLA-R3的液体，其中纳米级粘度像蜂蜜一样。

来自加州UCLA的科学家们揭示了一种表现在我们日常生活中的水中的流体在捕获多孔固体的纳米病人的纳米记录时变得像蜂蜜一样重，这提供了新的洞察力在纳米级世界中的表现。

“我们正在越来越多地了解纳米级的物质的属性，以便我们可以设计具有特定功能的机器，”UCLA物理科学和化学和生物化学教授院长的院长MiguelGarcía-garibay表示。

该研究发表在ACS中央科学期刊。

纳米尺度有多小？纳米小于1 / 1,000的红细胞尺寸和人头头发的直径约1 / 20,000。尽管世界各地的科学家研究了多年的研究，但纳米尺度的非常小的物质使其充满挑战，以了解运动如何在此规模上运作。

“这种令人兴奋的研究由国家科学基金会支持，代表了分子机器领域的开创性进展，”NSF的节目总监Eugene Zubarev说。“在分子电子和小型装置的基本研究和现实应用中，它肯定会刺激进一步的工作。Miguel Garcia-Garibay是该领域的先驱，具有非常强大的高影响力和地面发现的创纪录。“

可能的用途用于复合纳米机的用途，这些纳米机比细胞小得多包括将药物放入纳米病和释放细胞内的货物，以杀死癌细胞，例如;用于医疗原因的运输分子;在意识到任何症状之前，设计可能置于身体内部以检测疾病的分子计算机;或者甚至甚至可以设计新的形式。

为了获得这种新的理解，纳入纳米尺度的物质行为，García-garibay的研究组设计了三个称为MOFS的旋转纳米材料，或金属有机框架，它们称为UCLA-R1，UCLA-R2和UCLA-R3（“ R“代表转子）。MOFS，有时被描述为晶体海绵，具有毛孔 - 开口，可以存储气体，或在这种情况下，液体。

研究转子的运动允许研究人员将流体粘度在纳米级发挥作用中的作用。使用UCLA-R1和UCLA-R2，分子转子占据非常小的空间并阻碍彼此的运动。但在UCLA-R3的情况下，除了液体分子之外，没有任何东西放缓纳米病的转子。

García-garibay的研究组测量了快速分子在晶体中旋转的速度。每个晶体在纳米腔内旋转的分子巨大，化学家知道每个分子的位置。

UCLA-R3采用大分子转子构建，该大分子转子在粘性力的影响下移动10分子捕获在其纳米级周围环境中的液体。

加州纳米系统研究所的成员，当加州纳米系统研究所的成员时，加州纳米系统研究所成员Garcí-garibay说：“当您拥有一组旋转分子时，旋转分子。“UCLA-R3的设计成功。我们希望能够控制粘度，使转子彼此相互作用;我们希望了解粘度和热能，以设计显示特定动作的分子。我们希望控制分子之间的相互作用，以便它们可以彼此交互并使用外部电场。“

García-garibay的研究团队在晶体中的运动和晶体中的分子电机工作已经工作了10年。为什么这个这么重要？

“我可以在晶体中获得精确的图像，原子精确排列，没有不确定性，”García-garibay说。“这提供了大量的控制，使我们能够学习控制纳米级的不同原理。”

García-garibay希望设计利用光的特性的晶体，其应用程序可能包括通信技术的进步，光学计算，感应和光子学领域，这利用了光的性质;光可以有足够的能量来破裂并在分子中粘合。

“如果我们能够将电磁能量的光转换为运动，或者将运动转换为电能，那么我们有可能使分子装置更小，”他说。“我们可以使用许多可能性的分子机器。我们尚未完全明白分子机械的潜力，但是，一旦我们制定了对实际动作的深刻理解，可以开发许多应用。“

共同作者是García-garibay的UCLA研究生兴江，兴江今年的博士学位，他完成了他的博士学位。来自中国南京小庄大学的访问学者海 - 宝段，在加西萨·帕莱比耶的实验室花了一年的展览研究;和Saeed Khan，化学和生物化学系的UCLA晶体。

该研究由国家科学基金会资助（授予DMR140268）。

García-garibay将在院长的任期期间继续研究晶体和绿色化学的分子运动。

出版物：邢江等，“金属有机框架中三替三萜的扩散控制旋转（MOF）脱落在MOF限制溶剂的粘度上，”ACSENT。SCI。，2016; DOI：10.1021 / ACSCENTSCI.6B00168