“氧气运送工”有望找到替补
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在人体中扮演着“氧气运送工”重要角色的血红素，有望找到替代品。昨天下午，中国科技大学正式对外发布：该校最新完成的一项科学研究，对一种结构与人体内血红素、植物体内叶绿素具有高度相似性的分子进行了“控制”，未来有望将之“改造”成血红素或叶绿素的替代品。
血红素是红细胞的成分，在人体中承担着向全身运送氧气并运出二氧化碳的重要任务，其一旦减少即可导致贫血。据中国科学技术大学微尺度物质科学国家实验室杨金龙教授介绍，他们所“控制”的这种分子，呈十字架形状，其结构和性质与血红素的结构极为相似，一旦能够对之进行合理的“修补手术”，则具有广泛而重要的应用价值。
经过两年多的努力，科大侯建国院士、杨金龙教授和朱清时院士等科研人员，利用一种特殊的真空扫描隧道显微镜，巧妙地对这种分子进行了高难度的“手术”，成功地切除了其没有太大价值的“四肢”，只留下内核，进而在世界上首次实现了单个分子内部的化学反应，并在一定程度上改变和控制了这种分子的物理性质，为创造新物质提供了可能性。这一研究成果在纳米器件、光电器件、生物技术等方面具有广泛的应用前景。
9月2日，国际权威学术刊物———美国《科学》杂志发表了中国科大的相关论文，对这一科学研究成果作出了高度评价，认为“该实验数据极好，结果新颖，分析也同样出色”，并认为“作为一个完整的体系，这项实验工作开辟了一个新的领域”。
在一间名为“低温超高真空扫描隧道显微镜”的“手术室”里，中国“医生”通过精确“裁剪”，为一个比头发丝还细的小分子恢复了磁性，由此创造了一项“世界第一”。最新出版美国《科学》杂志报道了中国科技大学刚刚完成的这场长达三年的“单分子手术”。
中国科学技术大学微尺度物质科学国家实验室侯建国院士、杨金龙教授和朱清时院士等，将一种名为“钴酞菁”的小分子搬上了“手术台”。这个“个头”仅为1.3纳米的小分子，其结构和性质与人体内的血红素及植物体内的叶绿素非常相似，在光电子器件、生物技术等方面具有广泛而重要的应用与研究价值。不巧的是，科学家发现，在钴酞菁体内藏着一个看不见的磁性“开关”。当它附着在金属表面上时，这个神奇“开关”就会自动关闭，使分子本身失去磁性。于是，研究人员尝试着为它适当“修剪”分子外围的氢原子，让它与金属表面发生化学反应。出人意料的是，在实施精确“手术”后，钴酞菁的磁性“开关”终于重新开启。
“分子手术”的受益者并非分子本身。中科大教授杨金龙告诉记者：“未来，科学家有望把一些具有特殊性质的分子附着到固体或薄膜表面，制造出无所不能的纳米器件，而用不着担心制造过程会影响分子的原有特性。”
日前，中国科学技术大学微尺度物质科学国家实验室侯建国院士、杨金龙教授和朱清时院士等科研人员利用低温超高真空扫描隧道显微镜，巧妙地对吸附于金属表面的钴酞菁分子进行 “单分子手术”，成功实现了单分子自旋态的控制。这是世界上首次实现单个分子内部的化学反应，并利用局域的化学反应来改变和控制分子的物理性质，从而实现重要的物理效应，为单分子功能器件的制备提供了一个极为重要的新方法，揭示了单分子科学研究的新的广阔前景。9月2日出版的美国《科学》杂志发表了他们的论文，并在同期的“透视”栏目中专文对该成果进行了介绍和评价。
长期以来，中外科学家一直期望可以像做手术一样随意对单个分子进行精确的修饰和“改造”，以实现特定的功能。上世纪90年代美国科学家W. Ho领导的实验室在世界上首次利用扫描隧道显微镜实现了单个小分子的化学反应，揭示了“单分子手术”这一崭新方法的巨大潜力。但数年来，利用单分子化学反应来实现特殊物理性质却一直是未能实现的前沿难题。
