光是一种奇怪的能量,它无所不在,但一旦碰到其他物质,就会消失的无影无踪。因为绝大多数物质都会吸收光子。
当分子或者原子吸收光子的时候,爱因斯坦.哪都有你发现,活化的分子或者原子数等于吸收的光量子数,这个道理看起来似乎很简单,但是在当年光的波动学说拥有垄断地位的时候,提出这样的理论需要非常大的勇气。
当分子吸收一个特定能量的光量子之后,分子将由于吸收了光子的能量,改变自己的量子态,大部分情况下,这种改变是不稳定的,但是如果这种量子态跟其它分子/原子之间形成某种类似共价键的锁链,这种改变就会变成稳定的,事实上,这就是两个分子进行光组装的基本原理了。
电组装和磁组装的作用也是类似的,特定的电压或者磁场同样可以改变分子的量子态,促使分子和分子之间形成牢固的锁链,从而制造出需要的介观结构来。
当然,由于光量子能量相对于电场和磁场更加容易确定,所以光化学在分子机器中的作用要远远大于电磁化学。
在哥德尔系统升级之后,分子机器,首先是分子组装的项目也取得了巨大的进展,哥德尔系统给出了一个配方和步骤的最佳方案,方案大概是这个样子的。
组成材料的基础是某种酰胺化合物,一种天然的高分子化合物。我们常见的一种典型酰胺就是尿素。
这种化合物在一定的温度和催化剂的作用下,可以形成容器轮烷,这是一种类似网兜,有开口的结构。
在紫外线的照射下,这些轮烷可以组成一个可按照指令,自由开合的容器!这是哥德尔系统,或者说王一男他们的一个巨大发现,在此之前从来没有人完成过类似的工作,是不是去《Nature》发一篇生物学的论文呢,王一男想,这个主意貌似不坏啊,多刷刷声望总是没坏处的。
自由开合是什么意思呢,当王一男他们使用波长为150nm的紫外光照射容器轮烷的时候,容器口打开,金属离子或者其它载荷可以自由进出,当时用波长为350纳米的紫外光照射容器轮烷,容器口就会关闭,这时候,容器轮烷可以携带金属离子自由移动。移动到期望的位置后,再使用波长为150nm的紫外光照射,容器打开,金属离子可以被装配到指定位置。
也就是说,王一男他们有了合格的介观搬运工,接下来,需要的就是泥瓦匠了。
这就需要另外一种轮烷了,这种轮烷的作用是组合,将两种基础的轮烷混合在一起,在更高能量的紫外光照射下,会发生光化学反应,2个轮烷基团会组织起来,组织的方式大概有七种可能的构型,那么怎么在这七种里面,获得自己想要的那种呢,控制轮烷基团组织的
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