赖斯大学和休斯敦大学研究新一代纳米汽车

据外媒报道，莱斯大学(Rice University)和休斯顿大学(University of Houston)的纳米力学科学家们，正在为第二届国际纳米汽车大赛（Nanocar Race）做准备。

（图片来源：RICE）

莱斯大学的化学家James Tour和休斯顿大学清湖分校(University of Houston-Clear Lake)的Anton Dubrovski领导此项研究，用叔丁基车轮对汽车进行升级，有助于它们在由金原子制成的赛道中导航，塔架由一些布局良好的原子组成。

与在第一届国际纳米车大赛（2017年）中的获奖作品一样，这些纳米车具有永久性偶极矩，可以提高它们在表面上的速度和可驾性。Tour表示：“永久偶极子使汽车更易受到电场梯度的影响，而电场梯度是用来推动和操纵它们的。我相信很多参赛纳米车中都会内置这一先进设计元素。”

今年的车型也更轻，略高于新规定要求的最低100个原子。Tour称：“我们在第一次比赛中使用的赛车只有50个原子。按照最新标准，分子量大幅增加。这很可能是因为比赛组织者想要我们放缓速度，因为上次我们只用了1.5小时就完成了30小时的比赛。”

为了使汽车的原子数超过100个，同时简化其合成，研究人员采用模块化工艺，用全叔丁基、全金刚烷基轮（就像以前的纳米车一样）或两者的组合，制造了五辆新车。在90个原子的情况下，只有丁基轮的汽车非常小，其与轨道的相互作用可以达到最小化，而且底盘也更短更小。通过使用组合车轮，莱斯实验室制造了有114个原子的纳米车。Tour称：“这既可以满足比赛要求，也能保持最低重量。”

奥地利格拉茨大学（University of Graz）的Leonhard Grill教授领导的团队将负责驱动纳米车。据介绍，该团队在2017年将莱斯的赛车带过了终点线，并在扫描隧道显微镜定向操作方面拥有丰富的专业知识。

该项比赛的首要目标是推动纳米机器的发展，这些机器能够进行实际工作，比如运载分子规模的货物和促进纳米制造。Tour表示：“这场比赛突破了分子纳米汽车设计和控制方法的极限。因此，通过这种竞争性过程，可以提高全球专业知识，并鼓励整个纳米操纵领域更快地发展。”

原定于明年夏天举行的比赛因疫情推迟，但参赛者仍需要在法国集合，接受评委的监督。届时所有参赛队伍都将在自家实验室的扫描隧道显微镜下，通过互联网在轨道上控制自己的汽车。Tour说：“所有的车手们将聚在一起，赛车和赛道将分散在世界各地。但每条轨道的距离是相同的，只有几纳米。”