4 月底，世界上第一場納米級車賽將在法國圖盧茲舉行，分子結構的微型汽車將在一塊金箔上展開競速。
這項比賽名為 Nanocar Race（納米車賽），由法國國家科學研究中心（CNRS）組織。在長達 36 小時的比賽當中，這些由數百個原子構成的分子車將由光電脈衝驅動，跑完 100 納米的賽道。
比賽海報。來自 CNRS
比賽將由獨特的四探針顯微鏡實況轉播。CNRS 的這臺設備是世界上唯一一臺允許四名不同的實驗人員在同一平臺同時操作的顯微鏡。這四個探針不僅承擔了觀測任務，同時也要給參賽的納米車施加光電脈衝，讓它們獲得前進的動力。
參賽的四強將從六支隊伍中產生，賽車形態各異，閃耀著奇思妙想與科學實踐的光輝。
例如圖盧茲第三大學的 NanoMobile Club 隊（“納米車俱樂部”）名為 The Green Buggy（“綠色嬰兒車”）的賽車，車身巨大，由許多芳環骨架構成，輪子則是四個三蝶烯結構，易於旋轉。
瑞士巴塞爾大學的瑞士隊的 Swiss Nano Dragster（“瑞士納米改裝車”）則輕便得多，而且沒有車輪。這輛車利用了分子間的弱相互作用力來減少摩擦，類似磁懸浮一樣懸在賽道之上。
而日本國家材料科學研究所 NIMS-MANA（“材研之力”）的 NIMS-MANA car（“材研力之車”）有點像平衡車，兩側的車輪是兩個聯萘，但由於結構限制不能轉動，只能像毛毛蟲一樣蠕動。
德國德累斯頓工業大學的 Nano-windmill Company（“納米風車公司”）起名更加直接，就叫 Windmill（“風車”）。四個乙烯基聯苯通過氫鍵連接成風車的形狀，旋轉的風車沒有翅膀，但卻能夠帶著你到處飛翔。
除了分子結構與動力的關係之外，各參賽隊伍還克服了分子的定位和顯像等一系列的困難。在這個過程中，各隊伍得到了許多表面化學的進展，這些進展將指導特定表面上的化學合成。
納米車賽不僅是一場比賽，也是對分子機器的性能測試和控制實驗。未來幾年中，這些分子機器將有望用於在單原子的水平組裝電路、分解垃圾或是捕獲能量。去年的諾貝爾化學獎就授予了分子機器的先驅者們。
比賽用到的四探針顯微鏡。©Cyril FRESILLON / CEMES / CNRS
這場比賽最初是 CNRS 高級研究員 Christian Joachim 和圖盧茲第三大學教授 Gwénaël Rapenne 2013年在一篇綜述中的設想。比賽的組織過程遇到了很多挑戰，包括選擇適合所有賽車的比賽場地，以及調節掃描隧道顯微鏡等。四年籌備之後，比賽將在一片金箔上開賽。
比賽將於 4 月 28 日 – 29 日在 YouTube 上的 Nanocar Race 頻道直播。這兩天正好在圖盧茲觀光的話，參賽隊伍所在的控制室也會開放參觀。但全程有 36 個小時，所以也不用急著下注啦。
比賽規則
- 賽程為 20 nm 直線 + 45° 轉彎 + 30 nm 直線 + 45° 轉彎 + 20 nm 衝刺，總共 100 nm；
- 比賽最長時間為 36 小時；
- 如果發生事故，允許改變賽車一次；
- 禁止衝撞別的車；
- 每隊都劃分好了黃金賽道的一部分；
- 賽前清理賽道的時間最長 6 小時；
- 比賽的 36 小時內不允許交換探針。
題圖：CNRS Jean-Yves Duhoo 關於 Nanocar Race 的漫畫。文中其它圖片來自各參賽隊伍。
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