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

1、生物馬達(dá)如kinesin和dynein表明直到分子層次仍然存在功能很強(qiáng)的軌道定向行走.這些生物馬達(dá)在生物細(xì)胞內(nèi)承擔(dān)著運(yùn)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(xué)分子機(jī)車(chē)能夠在易于實(shí)現(xiàn)的軌道上定向行走。該分子機(jī)車(chē)的核心機(jī)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(jī)械功,然后經(jīng)過(guò)調(diào)制成連續(xù)的,定向的運(yùn)動(dòng)。偶氮苯是構(gòu)造分子機(jī)車(chē)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(guò)程,及其

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