阅读下面的文字,完成以下4题。
分子机器人
“分子机器人”就是在分子尺寸上制造的机器人,其长短大小仅相当于l纳米左右(1纳米是1米的10亿分之一)。原子的大小大约为0.1纳米,分子机器人其实就是把数十个或者数百个原子组合起来制成的机器人。
制造分子机器人的最初构想要回溯到半个多世纪前的1950年。美国著名物理学家理查德·费曼第一次提出,未来制造微小机械让其执行各种各样的作业将成为可能。尽管费曼并没有提出分子机器人的具体概念,但是从那以后,制造分子机器人就成为人类的向往。不过科学技术的发展并非轻而易举,单单操作纳米尺度上的原子、分子就极其困难,况且科学家组装起来的还必须是“把操作和作为目的,能自动运行”的机械。
对一般机械,如汽车来说,动力是必不可少的。对分子机器人来说也是如此,若干种相当于发动机的装置正在研制中。比如偶氮苯分子,这种分子是将两个苯环用两个氮原子连接而成的。有趣的是,在不同的光照下,偶氮苯的构造会发生变化:当照射紫外线的时候,苯环彼此之间的距离会缩短;当照射可见光的时候,苯环彼此之间的距离会伸长。如果能让收缩和伸长这两个动作多次反复进行,那么,靠光照运行的机器人就呼之欲出了。
还有一种双环结构也可以充当分子机器人的“发动机”,有人把其称为分子尺寸的“智慧之环”。它是由两个环和金属原子(一般是铜原子)构成的,这两个环像锁链一样套接在一起,金属原子嵌在它们相交的部位。这样就可以把它作为“发动机”使用了。向双环结构施加电压或撤除电压,金属原子的电子数就会发生变化(因为发生了氧化或还原反应),双环与金属原子结合的位置也会随之发生变化,于是这个双环结构就会反复不停地运动起来。
目前,日本科学家研制成功了更为先进的分子机器人,这就是能够夹持分子,进而扭转使分子变形的“分子钳”。
分子钳的构造是这样的,“发动机”采用前面提到过的偶氮苯,在分子钳中,偶氮苯所提供的“动力”相当于对钳子的握把。把偶氮苯的动作传递给分子钳的前端、起支点作用的“部件”是二茂铁。我们知道,在机械中有一种使旋转运动平滑进行的部件,那就是轴承。与此相近,科学家在分子钳的前端采用了一种称为“锌卟啉”的部件,它具有易与碱性物质分子相结合(即发生中和反应)的性质。一旦分子钳与碱性物质分子接触,分子钳的前端就会与碱性物质分子相结合,于是分子钳便“夹紧”了分子。此时一旦照射紫外线,苯环就会收缩,这个动作通过充当支点的二茂铁传递给分子钳前端的锌卟啉,分子钳的前端就会开启;当照射可见光时,苯环就会伸长,于是分子钳前端就会闭合。与分子钳前端结合的碱性物质分子的形态就会因这一伸一缩、一紧一松而被迫扭转变形。
分子钳的开发具有重要意义,使用分子机器人对目标分子进行某些实际操作,这在世界上还是第一次。分子钳的开发使分子机器人的开发迈出了关键性的一大步。
(选自《百科知识》2010年第2期,有删改)
1.下列对“分子机器人”的表述,不符合原文意思的一项是
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A.分子机器人是把数十个或者数百个原子组合起来制成的其长短大小仅相当于1纳米左右的机器人。
B.分子机器人的概念最初是由美国著名物理学家理查德·费曼在1950年提出来的。
C.分子机器人也有“发动机”装置,只不过它的“发动机”很特别,不同于汽车的发动机。
D.“分子钳”机器人由日本科学家研制成功,是能夹持分子进而扭转使分子变形的先进的机器人。
2.下列理解和分析,不符合原文意思的一项是
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A.分子钳机器人把偶氮苯作为“发动机”,把二茂铁作为“轴承”,把锌卟啉作为“钳子”。
B.科学家们经过不懈努力,把理查德·费曼制造微小机械让其执行作业的最初构想变成了现实。
C.偶氮苯被可见光照射时,苯环彼此间的距离会缩短;偶氮苯被紫外线照射时,苯环彼此间的距离会伸长。
D.分子钳前端的“锌卟啉”与碱性物资分子相结合,分子钳就会“夹紧”分子。
3.根据原文内容,下列推断正确的一项是
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A.偶氮苯在不同的光照下其构造会发生变化,分子钳的“发动机”就是靠光照运行的。
B.分子机器人的“发动机”有多种,智慧之环的“发动机”是靠施加电压或解除电压来运行的。
C.分子钳是目前最先进的分子机器人,分子钳机器人的“发动机”比智慧之环更先进。
D.开发分子机器人具有重要意义,把分子机器人运用到医疗、工程等某些实际操作中,这在世界上还是第一次。
4.对于分子机器人而言,什么是“智慧之环”?结合文章内容对此下定义,不超过60字。