科学家开发出表现得像真实分子的人造分子

Radboud大学的科学家开发出了类似于真实有机分子的合成分子。由AlexKhajetoorians和DanielWegner领导的研究人员合作，现在可以通过使用人造分子来模拟真实分子的行为。通过这种方式，他们可以通过通常困难或不切实际的方式调整分子的特性，并且他们可以更好地理解分子是如何变化的。

他们的论文发表在《科学》杂志上。

负责在Radboud大学进行实验的EmilSierda说：“几年前，我们有一个疯狂的想法来构建一个量子模拟器。我们想要创建类似于真实分子的人造分子。所以我们开发了一个系统，其中“我们可以捕获电子。电子像云一样围绕着分子，我们利用这些被捕获的电子来构建人造分子。”团队发现的结果令人惊讶。Sierda说：“我们构建的分子与真实分子之间的相似之处令人难以置信。”

改变分子

Radboud大学分子与材料研究所扫描探针显微镜(SPM)部门负责人AlexKhajetoorians说：“制造分子已经够难了。通常更难的是了解某些分子如何反应，例如它们如何变化当它们被扭曲或改变时。”

分子如何变化和反应是化学的基础，并导致化学反应，例如氢和氧形成水。“我们想模拟分子，这样我们就可以拥有最终的工具包来弯曲它们并以对真实分子几乎不可能的方式调整它们。这样我们就可以谈论真实的分子，而无需制造它们，也不必处理它们面对他们提出的挑战，比如他们不断变化的形状。”

使用这个模拟器，研究人员创造了化学中一种基本有机分子苯的人工版本。苯是许多化学品的第一个成分，例如用于制造聚苯乙烯的苯乙烯。Khajetoorians说：“通过制造苯，我们模拟了教科书上的有机分子，并构建了一个由非有机元素组成的分子。”此外，这些分子比真实分子大10倍，这使得它们更易于使用。

实际用途

这种新技术的用途是无穷无尽的。SPM系助理教授DanielWegner说：“我们才刚刚开始想象我们可以用它做什么。我们有太多的想法，很难决定从哪里开始。”通过使用模拟器，科学家们可以更好地理解分子及其反应，这将有助于每个可以想象的科学领域。

Wegner补充说：“例如，未来计算机硬件的新材料真的很难制造。通过制作模拟版本，我们可以寻找某些分子的新特性和功能，并评估是否值得制作真实材料。”

在遥远的未来，各种各样的事情都有可能：像慢动作视频一样逐步理解化学反应，或者制造人造单分子电子设备，比如缩小计算机芯片上晶体管的尺寸。甚至建议将量子模拟器用作量子计算机。Sierda说：“但这还有很长的路要走，因为现在我们可以开始以一种我们以前从未理解过的方式开始理解分子。”