幕后文章是与国家科学基金会合作提供给生活方面的。当塔夫茨大学助理化学教授查尔斯·赛克斯（Charles Sykes）说他喜欢玩块时，他并不是指典型的孩子玩具。取而代之的是，他谈论的是对看到原子和分子在他面前的计算机屏幕上移动，并使用技术移动分子，以了解它们对各种表面的反应。赛克斯说：“看原子的图片，我永远不会感到无聊。” “原子和分子是生命的基础，但仅在过去的25年中，我们才能够看到它们，并且在过去的15年中，我们能够与它们一起玩。而不是使人看到像个人原子一样小的事物是了解如何的。原子和分子与表面相互作用，并通过控制这些相互作用来构建新型的纳米级结构。赛克斯解释说，从理论上讲，每个分子都可以分配一个任务，从而产生超过一千万倍的超过1000万倍以上的设备。赛克斯说：“这些机器在自然界中到处都可以看到。它们执行的任务与动力的动力一样，甚至通过肌肉收缩来驱动全身运动。但是，人类无法在纳米级设备中产生这种分子运动。”这意味着Sykes团队的第一步是将分子变成电动机。在使用STM查看含硫分子时，Sykes注意到它们类似于刀片的轴，就像直升机转子一样。他开始怀疑他们不仅看起来像转子，而且像转子一样移动。为了测试他们的运动，研究人员采用了称为硫代剂的小型，简单的分子，该分子仅1纳米宽，由硫原子两侧的两个四个原子碳链组成。研究人员使用液体氦气和低温STM将硫乙烷冷却至7度开尔文（K），或大约为447华氏度（F），并且可以看到每个分子看起来像一线或薄椭圆形。随着温度升高到25 K（或负435 F），分子开始看起来更像是六边形，因为它旋转得如此迅速，类似于直升机叶片。赛克斯解释说：“我们发现，在非常低的温度下，锁定或'冷冻'状态之间的分子过渡到它们以每秒超过100万次旋转的状态。”接下来，研究人员试图开始并停止旋转分子。使用STM，他们取了一个个体，旋转分子，并将其拖到一组没有旋转的分子。单个分子锁定在三个组上并停止旋转。同样，研究人员采用了锁定的分子并将它们分开，这导致每个分子开始旋转。一个旋转分子引起链反应并使其他分子旋转的潜力可能在延迟线中找到现实世界的应用，通常在蜂窝电话传输信号，或其他电子和光电子。一月份，赛克斯通过国家科学基金会获得了五年职业生涯奖，这将使他能够继续研究分子轮换。研究人员必须回答与分子方向和速度有关的其他问题，然后才能预测这些纳米级结构的行为。他还希望能使更多的受众对他认为一个有趣的领域感兴趣。为此，赛克斯和他的研究生做了Youtube 视频关于使用纳米技术作为替代能源，他们访问了带有便携式STM的高中化学课程。赛克斯说：“我认为，如果您在职业生涯的正确阶段让人们对科学等事情感兴趣，那么您可能会改变他们的道路。”
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编者注： 这项研究得到了国家科学基金会的支持（NSF），联邦机构负责在科学和工程领域的所有领域资助基础研究和教育。看到幕后存档。
