“小型可移动机器的可能性是什么？它们可能有用，也可能不有用，但他们肯定会很有趣。1959年12月，理查德·费曼在加州理工学院的美国物理学会年会上发表了题为“底部有足够的空间”的演讲。呼吁科学界开始小心谨慎，就像《大英百科全书》的24卷一个大头针头上的“小”一样。许多人引用这节课的话是，当纳米机器的概念第一次进入科学领域时——谈到微型汽车，注射分子“外科医生”和机器，把原子放在一起，合成任何可以想象的分子。讲座读起来就像“回到未来”中对未来环境的描述，在我们根本缺乏使其成为现实的工具的时候对可能性的探索。
就像“回到未来”，早在移动银行技术出现之前，视频通话和个人无人机，理查德·费曼呼吁科学家准备分子尺度的机器也成为现实，为了他们在这个领域的成功让-皮埃尔·索瓦奇，弗雷泽·斯托达特爵士和本·弗林加爵士于2016年共同获得诺贝尔化学奖。新利手机客户端
伦敦和新加坡的一组研究人员写了一篇专题文章，介绍了这一领域的基础工作和最先进的例子。纳米机器是纳米尺度上的单分子或分子组件（本综述定义了1-100纳米范围），能够在应用外部能源时执行“有用的工作”。为了提取功（通常以受控机械运动的形式），分子机器被设计成在远离平衡状态的热力学状态下工作，由能量输入维持，随着运动的发生，系统向平衡放松。在合成水平上，分子被设计成具有相互限制的平移和旋转运动的成分，控制这些运动的能力是获得所需功能的关键。
Nolte和同事合成的具有催化活性的Rotaxane就像一台小型的环氧化机，沿着聚丁二烯聚合物移动
纳米机械合成的最早进展之一是Jean-Pierre Sauvage的研究小组，实现了链烷的模板合成；具有两个相互连锁的环状分子的结构，就像链条中的两个链环。随后证明，可以制备一种链烷电动机，一个环以可控方式相对于另一个环旋转。弗雷泽·斯托达特进一步为该领域贡献了“Rotaxanes”，一种复合分子，包括一个穿在轴上的环。基于Rotaxanes的纳米机器已经开发出来，包括开关，航天飞机和“分子电梯”。Nolte及其同事在2003年合成的催化活性的轮烷的一个最先进的例子展示了纳米机器革新有机合成的潜力。罗塔烷由镁结合卟啉构成，在聚丁二烯聚合物（300kDa，98%独联体）并催化双键的环氧化（翻转数140，独联体/反式聚环氧化物的比例：1:4）。
Ben Feringa的电动纳米车，一种单分子，有四个能穿过铜表面的氟橡胶“轮子”。
2011年，本·费林加和他的同事们用1999年制造旋转电机时使用的相同设计原理合成了世界上最小的电动汽车。汽车是一个单分子，能够在电压脉冲激活的情况下推动自己穿过结晶铜表面，10个脉冲使汽车在表面移动6纳米。该车本身是由一个中心迪恩支柱结合在两端的咔唑'轴。每根轴都通过烯烃与两个氟橡胶“轮子”相连。关键的设计元素是烯烃和每根轴上的两个手性甲基取代基，它们迫使每个轮子离开平面。对于单轮旋转：电子激励反式-独联体烯烃的异构化导致轮子转动四分之一，使其靠近甲基。下一步，振动激发引起螺旋反转，让轮子再经过甲基四分之一圈。另一个异构化和螺旋反转完成了一个完整的旋转。这些研究成果证明了纳米尺度上的机械工作，通过同步运动在宏观尺度上实现运动。
这些例子代表了在专题文章评论中讨论的那些例子中的一小部分，它不仅跨越了目前分子尺度机器的范围，但回顾了指导它们发展的设计原则以及纳米机器在未来科学研究中所代表的可能性。
要了解更多信息，请阅读：
伊丽莎白·埃利斯，Suresh Moorthy翁一、赵秀莲、李东春。
化学。共同体。，2018，先进文章
DOI：10.1039/C7CC09133H
作者简介：
Zo_Hearne是蒙特利尔麦吉尔大学化学博士生，新利手机客户端加拿大在李超教授的监督下。她来自堪培拉，澳大利亚在那里她完成了她的本科学位。她目前的研究重点是过渡金属催化，以实现新的转变，在实验室之外，她是一位热情的化学导师和科学传播者。新利手机客户端新利手机客户端
