
圖注:銅表面上分子成分的納米級組織展示了分子自我選擇后兩種不同大小分子的排列。分子行與行之間的空間大約有1納米。圖片來源:卡爾斯魯厄科研中心和馬克思布朗克研究所。
據physorg網站2007年10月30日報道,分子所表現出來的分子自動組裝和自我選擇開始是隨機組合在一起的,分子的這一特性展示了生命進化的最基本步驟。可通過指令激活的組織被嵌入分子中。在組裝期間,分子展出出積極的挑選特征:那些位置不正確的分子為其它完全適合該位置的分子騰出空間。
對此類自我挑選進行分子級的觀測首次使我們能夠直接了解和認知無生命分子向活性實體進行生物進化的最基本步驟。納米級分子結構的研究成果同時為我們提供了一個研究新催化劑、納米技術和表面應用的有效途徑。
在斯圖加特(馬克思布朗克研究所)和卡爾斯魯厄固態研究所(卡爾斯魯厄科研中心)馬里奧.魯本研究小組從事研究的科學家在美國國家科學院學報上發表的論文稱,表面分子組織的觀測研究成果將幫助科學家進一步了解簡單的無生命分子是如何構建具有更多結構和功能的復雜生物實體的,比如隔膜、細胞、樹葉和樹等等。
馬克思布朗克研究所納米級科學部主管克勞斯.克恩教授稱,“分子在高級組織結構中進行自我挑選的能力是包括生物組織在內的生物系統中所有分子所具備的最基本能力”。卡爾斯魯厄科研中心馬里奧.魯本研究小組負責設計帶有內置指令的分子,分子能夠讀出激活自我挑選的指令,他評論到,“從隨機組合轉變為自主排序只有在內置指令被精確地設計和足夠強大,可成功啟動自我挑選的時候才會發生。”
馬克思布朗克研究所的科學家通過拍攝類似格子的分子組裝方法對分子的自我挑選進行了直接觀測,這些分子按大小進行排列。格子模式的特征是按照約1納米的大小進行排列,這些格子太小了,只能使用一流的超靈敏顯微鏡技術才能拍攝到。馬克思布朗克研究所史蒂文.泰特博士說,“制造這樣一個比頭發絲小50,000倍的分子結構圖并不是一件簡單的工作。使用目前技術對這些納米級結構進行修剪將是非常困難的,且成本極其高昂。我們的策略是利用指令構成模塊,使分子排列成所期望的結構。”
分子被放置在一個超清潔的金屬表面上,輕微加熱,使分子能夠運動、排列和組織。馬克思布朗克研究所研究生亞歷山大.朗格尼爾是此項研究論文的第一作者,他說,“分子在銅表面上運動被限制在平面內,但是仍然能夠有效地允許分子混合在一起。將分子放置在一個表面上,我們能夠非常方便地利用專業顯微鏡來觀測分子組裝的納米級結構。”
馬克思布朗克固態研究所的亞歷山大.朗格尼爾、史蒂文.泰特博士、伊恩.林博士、克勞斯.克恩教授和卡爾斯魯厄科研中心卡爾斯魯厄技術研究所的昌德拉斯卡爾.拉賈杜賴博士和馬里奧.魯本博士共同參與了此項研究。
克恩教授是馬克恩布朗克研究所納米科學部的主管,他帶領一個大型研究小組參與了各種與電子、光、化學納米級新型材料的研究。魯本博士是卡爾斯魯厄納米技術研究所“功能分子納米結構”研究小組的領導人,他長期以來一直參與指令分子成分設計和合成研究。
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