全球首个纳米汽车竞赛在科学和参与度方面取得成功

来自世界各地的六支车队参加了上周末在法国图卢兹举行的第一场纳米汽车比赛。他们在有史以来最小的赛道上进行了将近36个小时的比赛，这是专门为此设计的金碟。

这些汽车的“驾驶员”在图卢兹的法国国家科学研究中心（CNRS）研究所接受了如何使用新型四尖端扫描隧道显微镜（STM）的培训，但是移动单个分子仍然很棘手。仅将纳米汽车放在起跑线上需要六个小时。“扫描探针尖端会破坏分子，” 美国德克萨斯州赖斯大学的研究员，奥美纳微大奖赛团队的负责人之一詹姆斯·图尔解释道。飞行员必须迅速操纵纳米汽车而不接触它们。

比赛在不到两个小时的时间内就赢得了明显的胜利-由Tour和奥地利格拉茨大学的研究员Leonhard Grill设计的偶极赛车。“我们已经制造出纳米汽车已有19年了，因此我们可以将所有已学到的设计优势整合到一个包装中，” Tour解释道。这项经验得到了回报，他们的纳诺赛车非常快，组织者不得不采取一些障碍。Nanoprix团队没有使用黄金赛道，而是依靠银牌。“银的速度较慢（因为）具有表面吸附物，”图尔解释道。而且，他们比其他团队落后了50海里。然而，他们在不到90分钟的时间内看到了方格旗。格里尔说，他们打破了单个分子最快操作的记录：“我们相信它在相当长的时间内不会被击败。”

组织者还为偶极赛车的出乎意料的速度感到惊讶，还为金赛道上最快的纳米赛车颁奖。“我们为获得金牌而感到自豪！” 由瑞士巴塞尔大学研究员雷米·帕拉克（RémyPawlak）领导的瑞士团队成员开玩笑说。图卢兹大学研究员，法国团队负责人古奈尔·拉彭纳（GwénaëlRapenne）说，“获胜不是重中之重”。尽管他们的绿色越野车排在最后，Rapenne和同事还是获得了安慰奖，以表彰纳米汽车的最佳影像和分子的优雅。

英国南安普敦大学（University of Southampton）研究互锁分子和分子机器的史蒂夫·戈尔杜普（Steve Goldup）却没有参加比赛，他说偶极赛车是“非常好的设计”。他指出，该团队“对其进行了优化，以最大化偶极子（最大化STM尖端电场产生的力）并最小化分子量。如果汽车在打滑或车轮打滑，找出答案将很有趣-并且进行这项工作的实验本身也会很有趣。任一种方式都可以达到目的，因为轮子可以防止芳香体粘附到表面上。

比赛确实有一个严肃的目的。四尖端STM使研究人员能够执行一些以前从未实现的分子操纵技术。“尽管我要祝贺莱斯-格拉茨的比赛获胜者，但最大的赢家是STM技术：可以完全进行比赛的事实表明这项技术已经走了多远！” 戈尔德普说。Rapenne解释说，这样的壮举是他们的绿色越野车“首次能够爬上4个连续的原子台阶边缘”的“原子台阶”。瑞士团队已经提交了有关其纳米草皮的论文。

CNRS的研究人员和Nanocar Race的科学总监Christian Joachim希望这场比赛能带来许多出版物。乔阿希姆说：“我们展示了四尖端STM的分辨能力，我们成功地将非常不同的分子沉积在同一表面上，并且有效地将有关单分子显微镜的知识传播给了广大公众。” 参加活动的人数也给纳米汽车的驾驶员留下了深刻的印象。“超过10万人在社交网络上关注比赛！” Rapenne惊呼。“这非常令人印象深刻。”