2026 年 9月 24 日
科學家開發出一種全新的分子結構，能以極高的效率將普通太陽光轉化為單向旋轉的機械運動。這款僅由十幾個原子組成的合成「奈米引擎」，在能量轉換效率上已超越自然界演化的成果。
人體每個細胞內都有無數微型引擎在運轉。「這些蛋白質能進行方向性運動，將化學能轉為動能。我們能活著全靠它們，」華沙大學沃伊切赫·達諾夫斯基博士（Wojciech Danowski）受訪時表示。
他以負責搬運細胞廢物的「驅動蛋白」，以及能累積微小步進形成肢體大動作的肌肉蛋白質為例。細胞內多數微型引擎是由「ATP 合成酶」啟動——它透過旋轉為細胞電池充電，再供電給其他結構。
不過，自然界也有只靠光線運作的微型引擎，例如視網膜細胞中讓人類擁有視覺的「視黃醛」。演化早已找到利用太陽光驅動微型機制的方法。「這非常具有啟發性，也是我們著手製造『奈米微型引擎』的原因，」達諾夫斯基解釋：「不同之處在於我們的產品小得多，只有十幾個碳原子，而 ATP 合成酶則由數千個原子組成。但運作原理相同，都是分子的一端相對於另一端進行單向旋轉。」
由諾貝爾獎得主班·費倫加（Ben Feringa）領導、達諾夫斯基參與的團隊，成功開發出能直接由普通日光驅動的奈米引擎。這是一項突破，因為過去類似結構需要高能量的紫外光、雷射或 LED 光才能發動，而這些光源會傷害活體細胞。現在，免費的自然陽光就足以運轉。新一代奈米引擎展現出驚人的光能利用率，能極高效地將光化學能轉化為旋轉動能。由於每個奈米引擎都極為微小且旋轉方向不一，懸浮在溶液中時肉眼無法直接觀察到其旋轉。
研究團隊下一步的目標，是讓這些奈米微型引擎能夠「組隊協同運作」，使其產生的能量能在巨觀世界中被看見。「這完全在我們的能力範圍內，」達諾夫斯基信心十足。
科學家也持續調校效率，希望讓每個照射到的光子都不被浪費。目前測試系統已創下 80% 的化學反應效率，而達諾夫斯基相信，接近 100% 的完美效率指日可待。
