开过豪车不算啥，有没有开过纳米车？

材料牛注：纳米车可以说是世界上最小的汽车了，它和真正的汽车一样，拥有能够转动的轮子，但它们的体积小的让人吃惊，甚至即使有两万辆纳米车并列行驶在一根头发上也不会发生交通拥堵。纳米车之前的研究都是在真空中运动，最近莱斯大学的科研人员们探究了纳米车在普通环境中的运动情况。

如果你在路上开着一辆纳米车，那你一定会黏在路上。为什么呢？纳米车的发现者和他的同事在最近的实验研究中发现，在非真空环境下“驾驶”纳米车是一件很冒险的事情，因为疏水单分子车会困在路上并发展成减速带。

这项研究由莱斯大学的化学家James Tour和北卡罗莱纳州分析化学专家Gufeng Wang等人完成，他们准备参加十月份在法国图卢兹举办的第一纳米车竞速赛。莱斯大学的研究者们是计划参加这个比赛额五只国际队伍之一。

就像在宏观世界中开车一样，环境条件对纳米车的运动同样非常重要。虽然这个比赛是在超低温真空环境中，但莱斯大学的研究者认为研究如何让他们的纳米车在更自然的环境中运动才是明智的做法。

据化学家Tour称，他们的长期目标是在普通环境下操作纳米车。如果成功那么纳米车将在医学工具领域和自下而上制造纳米材料方面发挥非凡作用。

莱斯大学最新一代纳米车的轮胎是金刚烷，这样的轮胎有轻微的疏水性。研究人员称，由于疏水性可以让纳米车保持依附于表面因此对纳米车非常重要，但过强的疏水性又会让纳米车永久固定住。因为疏水物质趋向于黏在一起来减少跟水的接触，而亲水物质则趋向于在水中自由浮动。

在最新的实验中，纳米车被置于涂覆PEG的玻璃上，该载玻片具有防污-不黏的属性。研究人员称，纳米车并没有在实验中进行“定向扩散”这样的测试，他们解释说他们想建立纳米车运动动力学原则并弄明白纳米车和表面之间势能面的是如何变化的（随时间变化）。研究者们试图弄清楚什么使纳米车“刹车”而重新开始运动又需要多少额外能量。

研究人员们将纳米车置于普通环境下的固体表面并用荧光标记追踪其运动轨迹。观察发现纳米车的运动速度在24小时内不断下降。Tour认为载玻片不断从空气中吸附分子，当越多越多的分子依附与载玻片上，载玻片就变得越来越“脏”。每一个纳米车都是单一，复杂的分子，它包含几百个原子。它们在路上遇到的任何其他分子都像是黏性泡沫一样的巨大障碍，每一次和这些障碍碰撞都会造成纳米车减速并最终导致纳米车永久性被困住。

Wang认为从能量角度看，空气中吸附的分子产生了很多势能井，就像在势能面上出现一个个水坑。这些水坑减缓纳米车速度并困住了它。

实验证明在无粘性的PEG载玻片上运动的纳米车比普通载玻片上多了近乎两倍，并且其速度都要更快一些。

研究人员发现他们无法使用STM来观察纳米车，因为纳米车的运行条件是真空且STM发射的能量可能影响纳米车的运行。因此研究者们用荧光物质标记了每辆车并用共聚焦显微镜观察。

该文献发表在American Chemical Society's Journal of Physical Chemistry C.

参考地址：http://esciencenews.com/articles/2016/06/01/nanocars.taken.a.rough.ride

感谢顾玥提供素材。