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生物系统主要利用化学能为自主分子马达提供燃料,使系统脱离平衡状态。从细菌鞭毛马达和三磷酸腺苷合成酶等旋转马达中获得灵感,并以光能单向旋转分子马达的成功为基础,科学家们追求设计完全由化学能驱动的合成分子马达。然而,设计出使用化学燃料自主运行的人工旋转分子马达,同时具有内在结构设计元素,可以像三磷酸腺苷合成酶一样进行360°单向旋转运动,仍然是一个挑战。
2022年7月6日,中山大学赵德鹏及格罗宁根大学/华南师范大学Ben L. Feringa共同通讯(莫克及张雨为共同第一作者,董政、杨宇航和马小强为共同作者)在Nature在线发表题为“Intrinsically unidirectional chemically fuelled rotary molecular motors”的研究论文,该研究展示了具有三种不同立体化学元素的纯手性联芳基 Motor-3 是一种旋转电机,它可以使两个芳基围绕由化学燃料驱动的单键轴进行重复和单向 360° 旋转。它经历了顺序的酯环化、螺旋反转和开环,并在自主旋转循环中实现了高达 99% 的单向性。分子旋转马达可以以两种模式运行:i) 与化学燃料脉冲和酸碱振荡同步运动;ii) 在弱碱性水性条件下,在化学燃料存在下的自主运动。这种旋转电机设计具有对旋转方向的内在控制、用于自主运动的简单化学燃料和近乎完美的单向性,说明了未来几代多组件机器执行机械功能的潜力。
但是,在2023年7月10日,该文章应作者的要求被撤回,主要原因是文章中的说法存在潜在问题。
作者已经撤回了这篇文章,因为他们发现了其中一个说法的潜在问题:在报道的条件下,分子马达是自主运行的,如果被定义为完全不受干扰的话。
通过进一步的后续实验,发现该系统对能量消耗过程中pH值的变化非常敏感。事实上,随着时间的推移,溶液变得碱性,这就排除了一个自主的化学驱动的旋转循环,在每个环化步骤后添加一些酸完全不受干扰。
Ke Mo, Yu Zhang, Zheng Dong, Xiaoqiang Ma, Ben Feringa & Depeng Zhao同意撤稿,Yuhang Yang尚未回复编辑/出版商关于撤稿的任何信件。
参考消息:
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06380-2
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