莱斯大学和休斯顿大学的纳米力学正在准备为第二届国际纳米汽车竞赛改造发动机。尽管他们的刹车时间比预期的要长，因为比赛已经推迟了一年到2022年，莱斯的团队正在推进美国化学学会《有机化学杂志》上介绍的新设计。
由莱斯大学的化学家詹姆斯图尔和休斯顿大学的安东杜布罗夫斯基领导的这项工作升级了带有叔丁基车轮的汽车，这将有助于它们在金色的路面上行驶。这座塔是由几个位置良好的原子组成的。
就像他们在2017年第一届国际纳米汽车比赛中的获奖作品一样，这些纳米汽车具有永久的偶极矩，以提高它们在地面上的速度和驾驶性能。
“永久偶极子使汽车更容易受到用于推进和操纵它们的电场梯度的影响，”图尔说。“这是我们在第一场比赛中引入的功能，我相信现在许多参赛选手的纳米汽车都内置了这种先进的设计元素。”
今年的型号也更轻，略高于新法规要求的100个原子的最低数量。“我们在第一场比赛中使用的汽车只有50个原子，”图尔说。"因此，根据最新标准的要求，这是分子量的大幅度增加."他说，“比赛组织者很可能希望我们慢下来，因为上次我们只用了1.5小时就完成了30小时的比赛，”他说。说。
为了简化合成过程，使汽车超过100个原子，研究人员使用模块化技术制造了五款新车，它们要么全是叔丁基，要么全是金刚石车轮(如以前的纳米汽车)，要么是两者的组合。
在90原子时，只有丁基车轮的汽车可以最大限度地减少与赛道的相互作用，而较短的底盘太小。莱斯实验室利用车轮组合制造了一辆含有114个原子的纳米汽车。“这使得重量保持在最低限度，同时满足比赛要求，”图尔说。
纳米卡将再次由莱昂哈德格里尔教授领导的格拉茨大学团队驱动。Tour表示，该团队在2017年将Rice车辆带到了终点线，在扫描隧道显微镜引导下的操作方面有着丰富的专业知识。烧烤和旅游将在法国再次见面，参加比赛。
竞赛的主要目标是促进能够进行实际工作的纳米机器的发展，例如运载分子货物和促进纳米制造。
“这场比赛推动了分子纳米卡的设计和控制方法的极限，”图尔说。“因此，通过这个竞争过程，世界范围内的专业知识得到了提高，整个纳米操作领域得到了更快的发展。”
由于大流行，原定于明年夏天举行的比赛被推迟了。参赛选手仍然需要聚集在法国接受评委的监督，但所有参赛队都将在自己家实验室的扫描隧道显微镜下通过互联网控制自己的赛车在赛道上行驶。
“所以司机会聚集在一起，汽车和轨道会分散在世界各地，”图尔说。"但是每一条轨道的距离都是一样的，在几纳米之内."
莱斯-格拉茨的参赛作品以一个星号赢得了2017年的比赛，因为它的车在金色的表面上移动得太快，以至于无法捕捉图像进行判断。然后，团队被允许在提供足够阻力的银色表面上比赛，并在90分钟内完成了150纳米的课程。
图尔说：“课程本应只有100纳米，但该团队因增加了50纳米而受到惩罚。”。“最后，反正没有什么阻碍。”黄金赛道的一等奖授予了一个瑞士团队，他在六个半小时内完成了100海里的课程。
图尔的实验室在2005年建造了世界上第一辆单分子汽车，经过多次迭代，它开发了一种分子马达，可以穿透细胞输送药物。
莱斯大学研究生亚历克西斯范文罗伊是本文的主要作者。合著者包括莱斯大学的校友维克多加西亚洛佩斯和大学生约翰李天赐。杜布罗夫斯基是休斯顿大学清湖分校的化学助理教授，也是莱斯大学的学术访问者。图尔是TT和WF化学系主任，莱斯大学计算机科学、材料科学和纳米工程教授。
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