研究人员建造了可以产生机械功的纳米级流量驱动旋转电机

由一些水流驱动的旋转电机在风车和水车中使用了很长时间。 在生物细胞中也可以看到类似的机制，其中 FoF1-ATP 合酶产生细胞发挥功能所需的燃料。 从中汲取灵感，代尔夫特理工大学的研究人员开发了有史以来最小的 DNA 流动驱动电机，该电机利用电或盐梯度产生机械能。 对于电机的构造，该团队使用了一种称为 DNA 折纸的技术，该技术利用互补 DNA 对之间的特定相互作用来构建 2D 和 3D 纳米物体。

转子从水中汲取能量，这些能量是通过施加电压或通过在膜的任一侧具有不同浓度的盐而感应的。 从所做的观察中，研究人员进行了更多探索，并利用这些知识建造了纳米级涡轮机。

“我们的流量驱动电机由 DNA 材料制成。 这种结构与薄膜中的纳米孔（一个微小的开口）对接。 仅 7 纳米厚的 DNA 束在电场下自组织成转子状结构，随后被设定为每秒超过 10 转的持续旋转运动，” 解释 施欣博士，代尔夫特理工大学生物纳米科学系博士后。 史博士也是该论文的第一作者 根据一项研究， 发表于 自然物理学.

据该团队称，这是第一次在纳米尺度上开发出流动驱动的主动转子。 当研究人员第一次观察到 DNA 棒自我组织的现象时，他们感到很困惑。 史博士补充说，虽然有大量关于旋转电机的信息，但对其纳米级版本知之甚少。

他们还进行了一项实验，并展示了涡轮机承载负载的能力。 该团队认为，这一发展为主动机器人的工程开辟了新途径。