摘要：分子机器是一种分子水平上的机器,它是一类通过外部刺激(如化学能、电能、光照等)将能量转化为可控运动的分子器件。由于人工分子机器在纳米科技领域的应用越来越普遍,已经引起人们的广泛关注。人工合成的分子机器在模拟机器运动时主要有线性运动和旋转运动两种基本运动方式,本文重点介绍了几种旋转型的单分子机器,包括分子齿轮、分子转门、分子闸和分子棘轮、分子马达等。这类分子机器的结构特点是由轴、转子和定子三部分组成,其运动特点是转子通过轴围绕定子进行双向或单向旋转。本文在介绍这类分子转子的同时,简单讨论了其设计理念和在溶液状态下所表现出的动力学行为,同时还展望了分子转子和分子马达的发展前景和面临的挑战。

摘要：法国斯特拉斯堡大学的让-皮埃尔·索维奇(Jean-Pierre Sauvage)和美国西北大学的弗雷泽·斯托达特(*** Stoddart)利用机械键设计了锁链分子机器——索烃和轮烷,荷兰格罗宁根大学的伯纳德·费林加(Bernard ***)基于不饱和键合成分子马达实现了分子机器的单向旋转,3位科学家因“设计、合成分子机器”而被授予2016年诺贝尔化学奖.

摘要：谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)是体内一种重要的抗氧化酶,对GPx的人工模拟能够拓展其体外应用,利用生命体内天然pH差异实现响应的pH敏感性GPx人工酶更是有着广泛的潜在应用。然而目前制备的pH敏感性GPx人工酶普遍存在活性较低的缺点,本文设计合成了同时含有高活性GPx催化中心和两个伯胺基团的乙胺单碲醚分子,酶促反应动力学的分析结果表明其二级反应速率常数高达10^(1)L·mol^(-1)·min^(-1)数量级。pH=6时,乙胺单碲醚分子能够与葫芦[6]脲分子(CB[6])组装形成分子机器,此时活性中心被包埋于CB[6]的疏水空腔之中,仅能展现出(0.04±0.02)μmol·min·μmol的活性;pH=7时,分子机器部分分解,能够展现出高达(0.35±0.06)μmol·min^(-1)·μmol^(-1)的活性。因此,通过调控体系pH在6和7之间变化,借助分子机器的组装及部分分解调控人工酶活性的关闭与开启,从而构建了高活性的pH敏感性GPx人工酶。

摘要：分子机器在自然界至关重要,其在生物过程中执行了大量复杂的功能,从而实现不同尺度的动态行为调控.受生物系统的启发,科学家致力于研究人工分子机器在分子尺度下的精准构筑和定向运动,并通过层级组装实现信号传递和功能放大,从而推动动态智能材料的设计发展.但如何利用新方法精准构筑复杂的人工分子机器,如何将分子尺度的运动动态进行“可视化”,以及如何在生命科学研究中发挥其功能,一直是分子机器领域的研究热点.本文基于本课题组的工作,系统介绍了人工分子机器在分子尺度的精准结构构筑、信号输出以及其在跨膜运输方面的研究.最后总结了该领域在多尺度精细化和功能化方面的挑战,并展望了分子机器在宏观智能材料领域的发展前景.

摘要：“分子机器”是由多个分子尺度的单元通过机械互锁构成的动态功能分子,其动态可控特性可调控各级尺度下物质功能并创造新物质.2016年诺贝尔化学奖授予了让-皮埃尔·索维奇(Jean-Pierre Sauvage)、J.弗雷泽·斯托达特(Sir *** Stoddart)和伯纳德·L·费林加(Bernard ***)三位科学家,以表彰其设计并建造了最小的机器——“分子机器”.

摘要：2016年诺贝尔化学奖颁给了Jean-Pierre Sauvage、Fraser Stoddart和Ben Feringa,以表彰他们在设计与合成分子机器领域的卓越贡献。分子机器是模拟自然界的生物大分子机器或宏观机器的分子,科学家通过精巧的设计,利用有机合成反应构建这些内部能相对运动的分子,实现从分子层面的精确控制。本次诺贝尔化学奖颁给了尚无实际应用的分子机器,给未来带来了无限可能。

摘要：一、生命和生命科学生物学进入分子水平是一件完成于50年代前后,即从1945到1965年间二十年中的大事。它的发生也是顺理成章和水到渠成的。当生物学已经发展到了若无关于蛋白和核酸这两类生物大分子三维结构的确切知识几乎无法前进的时候,正好X射线晶体学和结构化学已经成长到足以来担当这项带有突破性质的任务了。当时生物学在其自身的发展中已逐渐明确:蛋白作为一类分子,既可为生物体充当构架材料,也可为生命执行各种特殊使命;DNA(去氧核糖核酸)则充当生命之蓝图,即为决定生物总体设计的分子。

摘要：本文通过理论分析,通过与宏观机器的对比,探究了纳米层次上的分子机器的工作原理,为指导设计分子机器提供了理论依据.分子机器与宏观机器有很大的区别,其中最重要的就是驱动力的不同,微观粒子在不停的做无规则的布朗运动,通过控制微粒的布朗运动可以设计出一系列程序,使分子机器可以按照预想的方式运动.

摘要：基于分子的微观尺度和传统机器的宏观尺度构建了分子世界和巨人世界。通过讲述来自巨人世界的小查理对分子机器工厂的探索过程,介绍了多种分子机器的设计与合成。

摘要：通过文献计量方法对分子机器的发展脉络和研究趋势进行分析,发现国家、机构、科研人员的合作情况及热点的变化。使用科学知识图谱软件CiteSpace对1959年-2019年7月25日、检索自Web of Science核心合集数据库中的文献进行分析,挖掘分子机器领域的国家、机构、科研人员的合作情况,并通过关键词聚类分析发现研究热点及发展趋势。美、英、法、意、荷、日是当前全球分子机器领域研究实力较强的国家,中国发文量较大但影响力稍弱;机构间的合作主要集中在美国和欧洲之间,中国与日本、美欧之间的合作较少;以斯图达特为代表的欧美国家研究人员具有较大的国际影响力,相比之下,中国研究人员在国际上的影响力较低;分子机器目前正在从设计合成、控制复杂结构分子运动向新材料和新功能器件的突破方向发展。