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科技日報記者劉霞
德國科學(xué)家在新一期《自然》（Nature）雜志上發(fā)表論文稱，他們成功使用DNA折疊法制造出了一款分子馬達(dá)。這種由遺傳物質(zhì)制成的新型納米馬達(dá)可以自我組裝并將電能轉(zhuǎn)換為動能，可以開關(guān)，還能通過施加電場控制其轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向，未來有望用于驅(qū)動化學(xué)反應(yīng)。
a、b：基座和三角形平臺示意圖，圓柱體表示DNA雙螺旋。c：馬達(dá)裝配步驟。d、e：轉(zhuǎn)子臂組件。f：微型馬達(dá)動力學(xué)實驗裝置（左）；接上電極產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)（右）。
圖片來源：《自然》網(wǎng)站
汽車、鉆機(jī)等機(jī)器內(nèi)的馬達(dá)能幫人們完成日常生活中的各種任務(wù)，人體內(nèi)也有天然分子馬達(dá)在執(zhí)行重要任務(wù)，如一種被稱為ATP合成酶的馬達(dá)蛋白產(chǎn)生三磷酸腺苷（ATP）分子，供人體短期儲存和傳遞能量。
天然分子馬達(dá)但在微觀尺度上重建機(jī)械性能與ATP合成酶相當(dāng)?shù)鸟R達(dá)則非常困難。現(xiàn)在，研究人員借助DNA折疊術(shù)構(gòu)建了一個能工作的納米級旋轉(zhuǎn)馬達(dá)。
DNA折疊術(shù)由美國加州理工學(xué)院科學(xué)家保羅·羅斯蒙德于2006年發(fā)明。該研究負(fù)責(zé)人、慕尼黑技術(shù)大學(xué)（TUM）教授亨德里克·迪茨說：“多年來，我們一直在改進(jìn)這種方法，現(xiàn)在可以借此研制出非常精確和復(fù)雜的物體，例如可以捕捉病毒的分子開關(guān)等。"
新型納米馬達(dá)由DNA材料制成，包含3部分：基座、平臺和轉(zhuǎn)子臂。基座約40納米高，固定在溶液中的玻璃板上。基座上安裝了一個長500納米的轉(zhuǎn)子臂，使其能夠旋轉(zhuǎn)。位于基座和轉(zhuǎn)子臂之間的平臺對馬達(dá)能否按預(yù)期工作至關(guān)重要。在沒有能量供應(yīng)的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)子臂會因為與周圍溶液中分子的碰撞而隨機(jī)移動，一旦通過兩個電極施加交流電壓，轉(zhuǎn)子臂就會在一個方向上旋轉(zhuǎn)。
迪茨表示，這種新型馬達(dá)具有的機(jī)械性能——它每秒產(chǎn)生的能量比兩個ATP分子分裂時釋放的能量還要多。此外，可以通過電場的方向及交流電壓的頻率和幅度來控制轉(zhuǎn)子臂旋轉(zhuǎn)的速度和方向，未來有望用于驅(qū)動用戶定義的化學(xué)反應(yīng)：在表面密布這種馬達(dá)，添加起始材料，隨后施加一點交流電壓，馬達(dá)就會產(chǎn)生理想的化合物。
對于不想自己構(gòu)建DNA納米材料的研究人員，德國Tilibit Nanosystems公司可以提供DNA納米材料定制和相關(guān)試劑盒。
Tilibit相關(guān)產(chǎn)品：
| 貨號 | 品名 | 規(guī)格 | 品牌 |
| p7249-400nM-2ml | Single-stranded Scaffold DNA, type p7249 | 2ml | tilibit |
| p7560-400nM-2ml | Single-stranded scaffold DNA, type M1-32 | 2ml | tilibit |
| p8064-400nM-2ml | single-stranded scaffold DNA, type p8064 | 2ml | tilibit |
| p7249-100nm-2ml | Single-stranded scaffold DNA, type p7249 (M13mp18) | 2ml | tilibit |
| p7560-100nM-2ml | Single-stranded scaffold DNA, type p7560 | 2ml | tilibit |
| p7560-100nM-0.5ml | single-stranded scaffold DNA type p7560 | 0.5ml | tilibit |
| M1-6 | single-stranded scaffold DNA, type CS3-L | 0.5 mL at 400 nM | tilibit |
| M1-7 | single-stranded scaffold DNA, type CS4 | 0.5 mL at 400 nM | tilibit |
| p7560-400nM-0.5ml | single-stranded scaffold DNA, type p7560 | 0.5ML | tilibit |
| K1-5-0 | tilibit folding kit basic, type p8064 | ea | tilibit |
| p7249-100nm-0.5ml | Single-stranded scaffold DNA, type p7249 (M13mp18) | 0.5ml | tilibit |
| p8064-100nm-2ml | single-stranded scaffold DNA type p8064 2.0 ml at 100 nMM1-51 | 2ml | tilibit |
| p7249-KIT | Single-stranded scaffold DNA, type p7249 (M13mp18) 25T | kit | tilibit |
| p7560-KIT | single-stranded scaffold DNA, type p7560 25T | kit | tilibit |
| p8064-kit | Folding kit basic, type p8064 | kit | tilibit |
| p8064-100nM-0.5ml | single-stranded scaffold DNA type p8064 0.5 ml at 100 nM 50 pmol (125 μg) | 0.5ml | tilibit |
