據(jù)報道，英國曼徹斯特大學(xué)的研究團隊通過模擬自然分子的制造過程，研發(fā)出了高度復(fù)雜的人造分子機器，是目前世界上同類分子機器中最為先進的，可謂在實驗室內(nèi)掀起了一場微尺度的工業(yè)革命。相關(guān)科研報告發(fā)表在最新一期的《科學(xué)》雜志上。

此項研究由該校化學(xué)學(xué)院的戴維?利教授所主導(dǎo)。他解釋說，這種借助分子（鏈）來合成制造分子的機器開發(fā)方式就像汽車廠里的機械裝配流水線。該種機器最終能夠提升分子的制造效率和成本效率，并使所有由分子水平開始的人工制造領(lǐng)域受益。例如，科研人員正在改進當(dāng)前的機器來生產(chǎn)盤尼西林等藥物。

這種機器只有數(shù)納米長，而且只能通過特殊的設(shè)備才能看到。它的創(chuàng)造靈感源自天然存在的復(fù)雜的“分子工廠”，如來自DNA的信息就可被用于規(guī)劃分子構(gòu)建模塊的連接，并使其處于正確的順序。在這些工廠中，最特別的當(dāng)屬核糖體，這種大規(guī)模的分子機器存在于所有的活體細胞之中。而此次的分子機器研發(fā)正是基于核糖體。它的突出特色是具有一個功能化的納米環(huán)，其能在分子軌道上移動，并拾起軌道上的構(gòu)建模塊，且以特定的順序?qū)⑺鼈冞B接在一起，以合成所需的新分子。

首先，納米環(huán)會穿過分子鏈并借助銅離子開展裝配過程。隨后，一個“反應(yīng)臂”將被附著在機器的剩余部分并開啟操作。納米環(huán)會沿分子鏈上下移動直至被前方的構(gòu)建模塊擋住去路，之后“反應(yīng)臂”將從軌道上卸除這一障礙，并將其傳送至機器上的另一位置，激發(fā)“反應(yīng)臂”上活性部位的活力。這樣納米環(huán)就能自由沿分子鏈移動，直到遇到下一個構(gòu)建模塊。如此反復(fù)，就能在納米環(huán)上構(gòu)建出新的分子結(jié)構(gòu)。當(dāng)所有的構(gòu)建模塊都從軌道上移除時，納米環(huán)的去分子鏈和合成過程便會結(jié)束。

研究人員表示，目前制造出的原型機器遠沒有核糖體那般高效。核糖體能夠在1秒內(nèi)連接20個構(gòu)建模塊，連接上限多達150個。而當(dāng)前他們僅用分子機器連接了4個模塊，連接每個模塊更要耗時12小時。但科學(xué)家稱，可以大規(guī)模并行推進這樣的裝配過程，其已經(jīng)在實驗室內(nèi)使用百萬萬億（10的18次方）架同樣的機器并行實現(xiàn)了分子的構(gòu)建。

戴維?利說，下一步他們會致力將更多的構(gòu)建模塊囊括其中，以利用人造分子機器制造出更復(fù)雜的分子，也有望打破自然和現(xiàn)有合成方式的局限，構(gòu)造出全新類型的分子。