有一个快速发展的纳米技术研究机构，正致力于开发纳米电动机和分子机器。对于理想目标中的纳米技术而言，实用而且自动的分子马达，将发挥重要作用，就像电机一样，可以发现，在今天的许多电器中都可使用。这些纳米机器具有的功能，类似生物学中的分子马达，这可以在活的细胞中发现，这些功能就像运输和组装分子，或促进化学反应，途径是抽吸质子，使它们穿过细胞膜。

　　虽然可以应用的分子马达仍然是将来的事情，但早期研究结果已经引人入胜：精心设计的分子或超分子，显示了不同种类的运动，驱动力也不同，有光、热、或化学反应，形成的有分子梭、分子电梯和旋转电机。

　　荷兰的一组研究人员，现在提出了一种新概念设计的分子马达，它所依赖的电场驱动和电流检测，来自分子偶极子（dipole）的旋转运动，这些偶极子内嵌于一种三端单模装置。

　　“我们已经证明，既可以驱动单模组成的电机，也可以测量它的旋转，使用电场就行。”约翰内斯S.·赛尔登隋斯（Johannes S. Seldenthuis）说。“尽管电机驱动采用光或热，可用于驱动大尺度装配的分子，但非常难以用一种局部力量来驱动一个分子马达。有了电场，这就变得更容易了。此外，旋转的速度可控制得非常准确，只要改变电场频率就行。

　　赛尔登隋斯是黑尔S. j .凡·德·赞特（Herre S. J. van der Zant）分子电子设备团体的成员，就在荷兰台夫特理工大学(TU Delft)的卡弗里(Kavli)纳米研究所，赛尔登隋斯是论文的第一作者，这篇论文最近刊登在《英华纳米》（ACS Nano）杂志，题为《一种全电动单模马达》（An All-Electric Single-Molecule Motor），在论文中，研究小组表明，使用电场驱动分子偶极子电机，可提供单向性，并完全控制旋转的速度，而导电性可以实时测量运动。

　　检测旋转的分子电机，是一个重要的问题。对于大尺度表面的装配而言，它的实现途径，可以是，比如说，测量综合作用,就是测量许多分子的旋转如何影响宏观对象(参看， “分子机器:纳米马达旋转微尺度物体”)。

　　然而，运动的单分子处于两个电极之间，因太小而无法直接成像。台夫特理工大学研究小组所表明的是，对于一种特殊类型的分子，就是所谓的共轭分子（conjugated molecules）而言，因它具有高导电性，因此就有可能测量旋转，只要看看变化中的导电性就行。

　　“共轭分子倾向于成为平面，如果它们是平面的，它们的电导就高，”赛尔登隋斯解释。“然而，当转子开始旋转时，导电性就下降。因此，理论上说，测量转子旋转角度，只要观察其电导性就行。”

　　设计电机，需要锚定的基团，可以连接共轭主链（conjugated backbone）和导线，这样就可以测量低偏压电导性，所需的偶极子转子，其驱动可以采用振动电子门场（oscillating gate field），它就在底部。旋转的部分，配备了固有电偶极矩（permanent electric dipole moment），是部分的共轭分子，处于悬浮状态，就在两个金属接点之间，也在门电极之上。

　　只是要说清楚，现在，这样设计的全电力单模电机，还只是纸上谈兵。然而，某些部分已经得到实验证明，比如，可以使一种力作用于分子偶极子，以及角度来确定导电性的共轭分子。

　　“我们已经表明，可以驱动和测量所用的分子，这用现在的装置就行，”赛尔登隋斯说。“所以，这是激动人心的一步，在分子马达这一领域，实验上唯一的不同，就是我们把不同类型的分子放入了装置中。我们相信，这使我们的设计，成为非常可行的方案。许多挑战当然可能还挡在前方，但这一设计简单通用，这就足够了，我们应该能够实现它，就在未来几年之内。我们已经和化学家们谈过，它们表示有兴趣合成所说的分子，我们希望开始首次测量，就在明年某个时候。”

　　他指出，尽管拟议中的马达使用外部门电极（gate electrode）驱动分子，研究小组已经表明，附近分子充放电也可提供大电场，足以驱动电机。这将使它在原则上更容易把电机集成在分子机器中，胜过光或热驱动的电机。

　　除了制作和测量电机之外，未来主要挑战是控制旋转方向。这是真实的，几乎所有分子电机的设计，迄今为止都是这样。

　　“我们已经表明，一旦耦合到电极，我们的分子就应该只朝一个方向旋转，”赛尔登隋斯说。“然而，朝哪个方向，取决于它如何定位于接点中，这些地方，我们还无法控制。我们正在研究，如何使这种分子总是倾向于一个方向，胜过其他方向。最重要的挑战，在这之后，是结合电机和其它组件，创造一种实用机器。然而，这是最大的挑战之一，在分子电子学的整个领域都是这样。”

　　一个重要方面的设计是通用性，这产生于化学合成。特别值得一提的是，障碍高度（barrier height）、偶极矩（dipole moment）、转子的惯性矩（moment of inertia），这些都很容易改变。

　　“我们的电机构成明确的纳机电系统（nanoelectromechanical），适于研究分子运动，可以在很大的温度范围内研究，包括经典和量子理论，”赛尔登隋斯说。

　　分子马达一直是最迷人的概念之一，在纳米领域就是这样。荷兰研究人员已经花了数年时间，来制造电器元件，包括晶体管、整流器（rectifier）、led等，这些都是由单分子制成，但是，只是最近，他们才发现，他们的装置已进化到这样的地步，机械部件也可以制造了。