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人體中令人驚嘆的納米馬達 成因仍是謎

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納米技術在人體內一些細菌中存在,這些細菌的表面有着可以旋轉和四處甩動的鞭毛,而驅動鞭毛的機制,就是細菌內納米級別的驅動馬達。(公有領域)

人體細胞層次中,存在着天然的具有納米技術的小生物。這種納米技術在人體內一些細菌中存在,這些細菌的表面有着可以旋轉和四處甩動的鞭毛,而驅動鞭毛的機制,就是細菌內納米級別的驅動馬達。

 

生有鞭毛的細菌包括大腸桿菌(Escherichia coli),沙門氏菌(Salmonella)等。鞭毛由其根部的旋轉引擎所驅動,旋轉時會產生象船的螺旋槳旋轉時產生的推力,靠此推力細菌可以在人體內的「海洋中」四處移動或尋找食物等。

在顯微鏡下發現,細菌的鞭毛馬達由這些構件組成:轉子、定子、轉軸(驅動軸)、襯套、軸承、轉軸頂部的萬向節,和其連接的長長的鞭毛尾巴。

從生物學家的視角來看,細菌的鞭毛馬達是個真正的納米機器,馬達寬度約40納米,是個令人驚訝、相當複雜的系統,這種納米技術出自人們認為的單細胞低等生物體中。

鞭毛馬達是高效的,從旋轉速度來看,大腸桿菌的鞭毛轉度約為每分鐘一萬五千轉,這已經接近F1方程式賽車的最高轉速了。有的細菌鞭毛轉速可達每分鐘十萬轉,是特斯拉電車的5倍,是F1賽車引擎的6倍多。鞭毛馬達還可以急停,高速運轉時,在四分之一轉後可以減速停止,然後反方向再以每分鐘十萬轉旋轉。

在鞭毛的驅動下,細菌一秒鐘可以前進身長約20倍距離。美國游泳選手費爾普斯是世界泳壇多項紀錄保持者,他1秒鐘能游約一個身長。百米賽跑世界級選手10秒大約跑100米,相當於一秒移動約5個身體距離。

從研究人員繪出的鞭毛馬達示意圖上看,各零件齊全,巧妙,有規則。轉子是有規則的圓形,其中裝有尺寸正好的驅動軸,軸外面有尺寸正好的襯套,軸的末端是萬向節,它將驅動軸連接上鞭毛,可以讓鞭毛以不同方向旋轉。

可以看到,鞭毛馬達擁有複雜的結構,和高效的運轉效率。現代科學家也正在研究和製造納米機器,通過設計和使用超微工具和材料製造出來,那麼同是納米級別的鞭毛馬達是如何從無到有產生的?這高效運轉的馬達的能源是什麼,細菌是怎麼控制馬達的正反向旋轉的,這種低等單細胞微生物體難道像個微型戰艦,能有意識有目標地行進嗎?

有關細菌鞭毛馬達的機制仍在研究當中,人們的疑問也在探索當中。無論持何種觀點。有一點應該是無異議的:大自然實在是太神奇了。

責任編輯: 夏雨荷   來源:大紀元 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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