全球最小剪刀问世：长3纳米可调控基因 (转贴，大家加油啊)

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腾讯科技讯　据国外媒体3月27日报道，提起机器，许多人可能马上会联想起那些钢铁铸造的大家伙，伴随着庞大的体积与轰鸣的马达声。但是，在微观世界里，还有一种科学家正潜心研制的超微小机器--分子机器。它们的尺度只有纳米（十亿分之一米）大小，但是却有望为人类带来许多福祉。日本科学家创造出了世界上最小的剪刀——分子剪刀，剪刀通过光就能启合。研究人员表示，这种新颖的剪刀可能有助于调控基因、蛋白质和人体内的其他分子。

剪刀仅3纳米或十亿分之一米长，比紫色光的波长还要小100倍。这种分子装置是由东京大学的研究人员设计而成的，就像真正的剪刀一样，它也是由枢轴、手柄和刀片组成。研究人员将他们的发明公布于25日在芝加哥举办的美国化学学会年会上。

刀片由碳、氢构成的苯基环制成，枢轴是一种叫做手征性二茂铁的分子，它的结构基本上像一个三明治，是一个圆形铁原子处在两个碳原子板之间。碳原子板能围绕铁原子自由旋转。手柄是亚苯基团的有机化学结构。它与一种对光有反应的分子——偶氮苯连在一起。当可见光照在此剪刀上后，偶氮苯就会张开，从而让把柄打开，刀片合上。但是，当紫外线光照射剪刀时，会产生相反的效果。

研究人员声称，他们的剪刀可以像钳子一样牢牢地抓住分子，操控分子，也就是说能来回扭曲分子。研究人员阿伊达说：\"这是首个分子机器能通过光来操作其他分子，这种工作的原理对于未来分子机器人的发展有着重要的作用。\"

研究人员目前还在开发能够遥控操作的一把更大的分子剪刀。东京大学的一位研究人员Kazushi Kinbara说：\"此剪刀能用于身体内部，可以通过近红外线操作，能进入人体更深的部分。\"

长期以来，科学家一直希望能够研制出在纳米尺度范围内的超微型机器。诸如纳米机器人这样的概念，尽管在目前还可能只是科幻小说中的玩意，但在严谨的科学家眼中，它们已经逐渐成为一个渐行渐近的梦了。有朝一日，这样的小机器人真的问世之后，它们可能会在我们人体内这个大舞台中，或帮助我们疏通拥堵的血管，或者帮助我们修复受损的细胞组织，能为人类带来诸多实际的利益。

近十年以来，科学家已经开发出了许多纳米尺度的分子机器。从由350个原子组成的螺旋桨，到2.5纳米大小的升降机。但是所有这些成果，还都只是理论的演示而已，并没有什么实际应用价值。而即便如此，在纳米尺度上研制出一个分子机器，也是非常困难的事情。于1999年发明出分子马达的波士顿大学的罗斯-凯利指出:\"如果能够把两个运动的部件（分子机器）结合在一起，并试图使他们一起工作，那是相当大的成就。\"因为对于最终研制出由多个分子机器组合而成的纳米机器人等而言，将两个分子机器组装在一起无疑是具有重要意义的第一步。

当然，目前科学家依然面临许多困难。比如，分子机器依靠化学键提供动力，所有的力都是在纳米尺度范围内相互作用的，与那些在大尺度上组合设计生产出来的机械设备性能有很大差别。此外，因为尺度非常小，所以对于分子机器而言，磁力作用要比重力作用更重要，因为化学键很可能受到周围的分子影响而发生变化。而且，在如此小的尺度上进行组装操作，更是难上加难了。\"当你完成设计出一个可行的机械机构这一非常困难的任务之后，你还需要面对一个更加困难的任务，那就是把他们组装起来\"，美国科罗拉多大学的纳米科学家约瑟夫-米歇尔说：\"最终的成果或许会在50年后出现？我们还不知道。我们只是才刚刚开始而已。\"

不过，日本科学家的上述研究进展令人鼓舞。科学家说，他们下一步希望能够制造出由更多的分子机器组装而成的更大的设备。 （王金元）