「魚の群れVR」だけじゃない！“電気で回る分子ネジ”が開くナノマシンの未来

アルキメデスのねじ型・分子モーターのニュースは、世界中の科学メディアでも次々と取り上げられています。イスラエル、デンマーク、ドイツ、中国など複数国の研究者が参加した大型プロジェクトで、「電流そのものを燃料にして分子を回す」「回転が逆向きにも切り替えられる」「回転によって電気の流れが100倍近く変わる」という、3つのポイントが特に注目されています。

実験では、金原子レベルまでとがらせた電極のあいだに、らせん状の分子を1個だけブリッジのように配置し、そこに電圧をかけました。電子が分子の中を流れるときに、ちょうど風車に風が当たるように、電子が“押して”分子を回転させている、と理論チームは説明しています。この「電子の持つ回転の勢い（角運動量）」という概念は、高校物理にはあまり出てこない量子力学的な性質で、今回はその効果をうまくモーターとして利用した形です。

さらにシミュレーションによると、分子がじっとしているときには、実は電気をよく通す“おいしい角度”をむしろ避けてしまうらしく、回転させてはじめて、その角度を行き来できるようになるとのこと。これが「回転中のほうが電気が通りやすい」理由だそうです。

まだ実用化までは遠い話ですが、「動くことで性能が上がる電子部品」という発想はかなりユニークです。スマホの中身が全部こうした分子マシンになったら、壊れたときの修理はどれくらい大変になるんでしょうね。