将于今年4月参赛的六辆纳米级“车辆”的模型。 (Credit: CNRS) 来自世界各地的四个赛车队将于今年春天在法国聚集，争夺首个此类头衔。他们的车辆将“缓慢地”移动到起跑线，然后爆发运动，开始一场36小时的马拉松比赛，在决出胜者时，行驶的距离将不到人头发丝的宽度。参加比赛的车辆是由研究人员用几百个原子组装而成的定制改装车，它们通过电子流在金盘表面上推进。NanoCarsRace是法国国家科学研究中心的两位法国研究人员的心血结晶，为在原子尺度上操纵粒子的相当严肃的学科增添了一些高辛烷值的刺激。
依靠电子动力
纳米车不是依靠燃油喷射的V-8发动机驱动，而是由扫描隧道显微镜驱动，扫描隧道显微镜是一种通常用于拍摄单个原子照片的精密设备。该显微镜的工作原理是将一根极细的针靠近样品一纳米以内，然后监测来回移动的电子电流的变化。显微镜利用的电子激增也可以用于其他目的——在这种情况下，用于推动微小的原子汽车。赛车手使用的仪器经过专门修改，可以一次控制四个不同的针头，从而使汽车可以并排行驶。从六名决赛入围者中选出的四支队伍将于4月28日在图卢兹会面，在一块刻有纳米级赛道的微小金芯片上进行比赛。车辆设计范围从可识别的汽车形状的美国设计到更抽象的结构，例如受风车启发的德国提交的作品和瑞士团队的大致Y形分子。大多数设计都包含了他们所说的允许转弯的分子特征，甚至有少数声称具有完全正常工作的车轮。
用于比赛的扫描隧道显微镜。 (Credit: CNRS)
艰苦的条件
参赛者有一整天半的时间来覆盖大约100纳米的距离，大约是圆珠笔线条的50万分之一，并绕过几个急转弯。尽管赛道很短，但车辆将受到勒芒车手从未遇到过的条件的影响：金色赛道将被冷却到大约-270摄氏度，并且比赛将在几乎完全的真空中进行。这些汽车也不会被推到起跑线上，而是通过蒸发过程将其沉积在那里。此外，持续的电子脉冲最终可能会破坏汽车本身，迫使驾驶员在赛道上进行一些激进的维修。虽然纳米级比赛可能永远无法与NASCAR竞争，但该比赛正在帮助我们提高对如何构建和使用分子机器的理解。从将车辆放置在赛道上的沉积过程到成像技术和转向本身，研究人员都在构建和研究定制分子时使用它们。此类纳米机器可以继续在我们的身体中找到用途，以对抗疾病，作为微型传感器，甚至电路中的逻辑门。您可以通过YouTube或NanoCarsRace 网站上的直播，于4月28日观看所有现场直播。
