人工分子馬達的理論研究——偶氮苯的光致異構(gòu)化機制與承力能力.pdf

1、生物馬達如kinesin和dynein表明直到分子層次仍然存在功能很強的軌道定向行走.這些生物馬達在生物細胞內(nèi)承擔著運輸各種物質(zhì)的重要作用。我們課題組提出了利用激光控制的光化學分子機車能夠在易于實現(xiàn)的軌道上定向行走。該分子機車的核心機制是周期性的功循環(huán),即周期性的將激光提供的能量轉(zhuǎn)化為機械功,然后經(jīng)過調(diào)制成連續(xù)的,定向的運動。偶氮苯是構(gòu)造分子機車骨架的主要候選分子,而且廣泛應(yīng)用其他納米器件.本論文模擬研究偶氮苯分子的光-力轉(zhuǎn)化過程,及其

2、抗阻力能力.重點探討使用該分子作為分子納米馬達骨架的可能性。
　　 本論文對偶氮苯分子光致異構(gòu)化過程進行了非絕熱模擬研究。本文采用半經(jīng)典的電子-輻射-核動力學方法(semiclassicalelectron-radiation-ionmethod),該方法描述含時情況下分子結(jié)構(gòu)和電子動力學的耦合演化。模擬計算的結(jié)果表明,在沒有外力條件下偶氮苯異構(gòu)化為平面外繞軸轉(zhuǎn)動的運動。在外阻力條件下該運動模式?jīng)]有本質(zhì)改變。我們系統(tǒng)地掃瞄了激光