尽管他们还没有准备好一个完美的“航线”，莱斯大学制造的纳米级“潜艇”已经证明它们是适合“航行”的。

莱斯大学化学家James Tour制造的由244个原子组成的单体分子拥有紫外光驱动机。当这个驱动机运行时，驱动机的尾端推进器能够让这个分子移动18纳米。

当驱动机以百万转数工作时，这个距离可以转化为速率。尽管这个潜艇的最高速度仅仅为1英尺每秒，Tour认为在分子级别中这个速度已经是相当惊人的了。

 “这是溶液中分子移动的最高速率了。”Tour说。

 研究者在Nano Letters杂志中发表的文章显示这个光驱动潜水分子能够加强26%扩散速度。这说明由于布朗运动的作用（颗粒在溶液当中的不规则运动），这些分子能够拥有更快地扩散速率。

尽管这个运动过程还不能被控制，这项研究证实了分子驱动器能够提供足够的能量使10纳米的分子在溶液中运动。

 “这跟当1000个人向1个试图穿过篮球的人身上扔篮球是类似的。”Tour说。

Tour研究组在分子发动机的研究上有着相当多得经验。许多年前，他的实验室向世界发表了一个研究成果：一个能不借助外力自动刹车的四轮驱动单分子车。这个单分子车能在表面上“移动”。

Tour认为许多科学家在这几年已经发明了显微级别的发动机，但是其中大多数的发动机不能够被利用或者产生有毒化合物。他说前些年荷兰的一个研究组通过20步合成制造出来的驱动机对他们研究组的潜水分子是十分合适的。

 “这些驱动器是十分有名的，并且可也被利用在许多方面。”文章的第一作者和莱斯大学毕业生Victor García-López 说到。“但是我们是第一个建议把它使用在驱动纳米车和如今的纳米潜水艇当中的实验组。”

比起推进器，这个发动机的工作原理更像细菌的鞭毛，通过4个步骤完成一个整体的运动。当光激发时，分子主体当中的双键变为一个单键，使分子能够转动四分之一圈。当发动机试着回到更低的能级状态时，它跳到另一个相邻原子上，完成了另外的四分之一圈。这个过程在有光条件下是一直重复的。

为了证实这个发动机的工作性，这个实验组也制造了没有发动机的纳米潜水艇，慢速发动机潜水艇和桨控制的潜水艇。当红色荧光激发时这些潜水艇就失去了潜水的作用，变成了平底船。（很遗憾黄光也不能成为选择）

“如何给这个纳米驱动器匹配合适的荧光激子，并且不威胁到它的快速运转是一项非常大的挑战。”García-López说到。 

当组装完成时，南加利福尼亚州立大学的GufengWang会帮助他们测试这个纳米潜水艇的运动效果。   

“我们运用了扫描隧道显微镜和荧光显微镜去观察纳米车的运动情况，但是同样的测量法对纳米潜水艇是没有效果的。”Tour说到，“他会很快地脱离对焦中心。”

南加利福尼亚的研究组利用夹层技术，用两个夹片包裹住乙腈液体。这些液体中包括几个纳米潜艇。他们利用传统的共焦距显微镜在夹层另一端，用紫外光激发驱动器潜水艇和用红色激光激发平底船，从而观察它们的运动状态。

这种显微激光可以在追踪时激发一种光线。García-López说：“这可以保证在一次分析中只有一种分子可以被追踪。”   

莱斯大学研究组希望未来的纳米潜水艇可以携带一些像药物一样的货物。“这是一个重要的进步，”García-López说到，“这仅仅是这项研究的第一步，但是我们证明了这个概念的正确性。现在我们需要去探索新的可能性和应用性。”

 新材料在线编译整理——翻译：王昊天    校正：摩天轮