電流で回したら、電気をよく通すようになった。2本の金の針にかけた、分子1個のアルキメデスのねじ
この記事には広告(Amazon アソシエイトのリンク)を含みます。 アルキメデスのねじは、筒の中にらせん状の羽根を入れた道具です。筒を斜めに置いてらせんを回すと、低いところの水が少しずつ持ち上がって上の口から出てきます。紀元前から畑の水くみに使われてきた仕組みで、いまも排水用のポンプに同じ形が残っています。 この道具を分子1個の大きさで作り、しかも人の手ではなく電流で回した、という研究が2026年10月22日に Nature に出ました。使ったのは、ヘリセンと呼ばれる、炭素の輪がらせん階段のようにつながった長さ数ナノメートル(1ナノメートルは10億分の1メートル)の分子です。電流を流すとこの分子が回り、回り始めると、今度は分子を通る電流が増えました。電流が回転を生み、回転が電流を増やす。一つの分子の中で、二つの向きの働きが起きていたことになります。 分子の機械と、つなぎとめる難しさ 分子でできた機械の研究は、2016年のノーベル化学賞の対象になった分野です。光や化学反応のエネルギーで、分子の一部を決まった向きに回す「分子モーター」もすでにいくつも作られています。 電流で回す分子モーターも、2011年から報告があります。ただしこれまでのものは、金属の表面に置いた分子に、走査トンネル顕微鏡(原子1個ぶんの細さの針で表面をなぞる顕微鏡)の針から電流を流して回すやり方でした。分子は表面に乗っているだけで、両側を電極にしっかりつないだ状態ではありません。電気回路の部品として使うことを考えると、分子の両端を電極に固定して、そこへ電流を流したときに回ってくれるほうが都合がよい。けれど両端を固定すれば、そのぶん回りにくくなります。 2本の金の針のあいだに分子を1個かける 実験を行ったのは、イスラエルのワイツマン科学研究所の Oren Tal さんと Anil Kumar Singh さんのチームです。論文の筆頭著者は Singh さんです。分子はデンマークのコペンハーゲン大学の Michael Pittelkow さんのチームが、この研究のために合成しました。らせん状の分子の両端には硫黄の原子があり、硫黄は金の表面にくっつきやすい性質があります。 チームは、先が原子レベルまで細い2本の金の針を向かい合わせ、そのあいだに分子を1個だけかけ渡しまし...