肉眼看不見的汽車比賽

你應該從來沒有見過像這樣的汽車比賽——因為汽車太小，用肉眼根本無法看見。2016年11月，來自世界各地的司機將在法國的圖盧茲相遇，參加世界上第一次分子機器比賽，也是世界上最迷你的比賽，參賽的車輛都是納米汽車。

比賽將測試分子機器的能力，為未來的設備鋪平道路，並且擴展分子的用途，比如在人體內檢測疾病、建造新的計算機部件等。

微觀汽車的世界

這次參賽的將有五個小組，分別來自法國、美國、奧地利、德國和日本，每一組選手都會攜帶不同的納米汽車。

那麼，這種微觀尺度上的納米汽車長什麼樣呢？

其實它們有些類似於現實生活中的標準載人汽車，有四個輪子、車軸、一個底盤和一個小小的「發動機」。有些汽車上的零件是研究人員專門為車子能在迷你環境下行駛所定製的。通過一次輕微電擊驅動，它們就可以在低溫、真空的跑道上行駛。這些納米汽車通常是由100 多個分子構成的分子結構車輛，最大的車子只有幾納米長——比人類細胞還小上幾個數量級，甚至比一條DNA鏈的寬度還短。

2005年，第一輛納米汽車在美國萊斯大學的詹姆斯·圖爾實驗室被製造出來的，車輪由巴基球組成。巴基球也叫做富勒烯，是單質碳的第三種同素異形體，很像足球。車軸可旋轉，底盤有分子那般大小，車輪與車軸和底盤是相連在一起的。科學家通過控制一系列的化學反應，就可製造出納米汽車，而且一次就可生產10億多輛納米汽車。

如何比賽？

既然是比賽，納米汽車的比賽規則會是怎樣的呢？

首先，車子是微觀級別的，那麼這種分子結構的汽車也將在納米等級的跑道上競技。

車隊要把他們的車放到特殊定製的由金原子構成的跑道上。這個跑道處在約-268℃的低溫且真空狀態下。跑道也有一個起點線和終點線，還有個別金原子標記而成的障礙物。

汽車比賽同樣是以計時測試方式進行的，將最終選出最快的納米汽車。每個小組都會有一個指定的「司機」，他的任務是找到黃金原子表面上的汽車，然後從比賽開始到比賽結束要一直「導航」汽車運行。這樣的描述聽起來可能讓人覺得這個過程很簡單，但其實並不是，因為每個參賽小組都花了幾個月、甚至幾年的時間來優化他們的機器。

對比納米汽車，賽車場特別巨大。在賽場上想要找到你的納米小汽車，感覺就像是在中國這麼廣闊的土地上尋找一輛正常大小的車一樣。

一旦發現你的小汽車，就要將它「哄」進軌道，這該如何實現呢？這時就要用到掃描隧道顯微鏡了，這種儀器可以在原子水平上成像以及與物體發生互動。藉助它，可以拍攝納米汽車行駛的情況，因此人-機就能互動了。此外，顯微鏡安裝了4個金屬探頭，可以給納米汽車輕微的電擊，來驅動車子在金原子表面的跑道上行駛，並朝著預定的方向跑動。

當然，比賽中不允許人為手動推車或拉車。一旦納米小汽車開始移動，它的速度會相當快，大約為每秒10倍納米小汽車本身的長度，換算過來，就相當於一輛正常大小的汽車以170千米/小時的速度行駛。而我們知道，中國高速公路上的汽車最高限速是120千米/小時。

這將是納米汽車的首次比賽。雖然這種「玩法」剛剛開始，但也許在下個世紀，納米汽車比賽將會成為孩子們日常遊戲的其中一種。

納米火箭和潛艇

除了納米汽車，人們已經在開發更多類型的微型運輸器。接下來是一些尺寸比納米汽車稍微大一點的運輸器。

德國的一個研究小組製作了鉑塗層的納米火箭，大小僅約為細菌的十分之一。既然是火箭，就得有燃料，而納米火箭使用過氧化氫作為燃料。

納米火箭中，鉑會催化過氧化氫分解為氧氣和水，這樣會有氣泡從納米火箭管道排出，產生的反作用力就可推動納米火箭移動，其每秒運行的距離可達自身長度的200倍。不過，過氧化氫對人體有害，科學家還需要研究如何解決此問題。

2014年，美國萊斯大學的研究人員推出了一種納米潛艇，由分子馬達驅動，紫外線提供能量。潛艇僅僅由一個分子組成，這個分子有244個原子。紫外線光動力發動機每秒轉速超過100萬轉，尾狀推進器推動潛艇以每秒18納米的速度前進，這在微觀世界是一個驚人的速度，也是有史以來在溶液中移動最快的分子。

此外，研究人員還對納米工具潛在的醫學應用感到興奮。例如，納米運輸器能檢測細胞內的病原體，並將病原體帶到一個微小的感測器面前；或納米尺度的工廠能生產有用的分子，並帶領這些分子到需要它們的地方；或者藥品可以通過這些納米潛艇，運送至血液或器官當中的特定細胞中，為人體各個角落提供有針對性的藥物治療。就好比城市裡運輸貨物的卡車，或者類似於人體內能將氧氣運送到全身的紅細胞。

研究人員還設想，納米汽車或許能運送原材料（如金屬原子），然後從零開始建造計算機內部的部件以及其他結構。總之，在不遠的未來，納米汽車等工具將會改變我們的生活。到那時，你身體內也許會「航行」著各式各樣的納米運輸器。

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