德國 FAU 研光控人工肌肉 分子機器變形材料

德國弗里德里希·亞歷山大大學埃爾蘭根-紐倫堡分校（FAU）的研究團隊正將單個分子機器擴展至三維結構，開發新型智能材料。該團隊由Henry Dube教授領導，從單一分子研究轉向複雜系統，目標是創造能回應外部光刺激而改變機械性能及形狀的材料。FAU在新聞稿中表示：「化學家Dube希望將不同類型的這些機器連結成三維結構，根據構建單元的類型及排列實現不同功能。」這一進展標誌著從傳統電子學轉向利用原子級組件實現宏觀效果的系統。

模擬生物系統擴展納米技術

研究基礎在於分子機器，這些機械組件僅由數十個原子組成。Dube博士先前開發出納米馬達、齒輪及鑷子等單元，現目標將其連結成聚合物以產生集體運動。此方法仿效生物系統，特別是人類肌肉中蛋白質滑動引發收縮。透過特定序列排列分子構建單元，研究人員可預測材料在激活時的行為。連結數十萬個此類分子，能產生足夠力量執行可觀察的物理工作。Dube表示：「我們亦希望依循定義規則，將多個分子機器連結成三維結構。

根據聚合物中不同構建單元的組合，可創造廣泛應用的智能材料。」 團隊以光脈衝作為主要控制機制。許多納米機器在特定波長光照下改變物理形狀，此形變能力允許無需電線的遠端觸發運動，並常伴隨顏色變化。此雙重功能可用於開發3D立方體屏幕，這些顯示器能在物理體積中投影三維影像，並從任意方向觀看。不同於激光蝕刻玻璃，此類體積影像可透過改變光刺激即時擦除及重寫。Dube博士補充：「我們計劃製造可程式化性能的材料，例如藍光下變硬實，而紅光下變彈性。

」 該項目獲Volkswagen基金會資助約 900,000 歐元，約 HK$7,020,000。此計劃助研究人員拓展至新科學領域，未來四年將精煉構建單元排列，確保從單分子成功轉向功能性光控材料。