中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理學(xué)院及合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家研究中心袁軍華、張榕京課題組，在細(xì)菌運(yùn)動(dòng)行為研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展，通過發(fā)展新實(shí)驗(yàn)手段，精確測(cè)量并澄清了細(xì)菌鞭毛馬達(dá)動(dòng)力學(xué)的一個(gè)重要特征¾馬達(dá)力矩產(chǎn)生單元的占空比(Duty ratio)的高低。近日，該研究成果發(fā)表在《美國(guó)科學(xué)院院刊》上。 B;Ab`UX#t  
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　　細(xì)菌鞭毛馬達(dá)是驅(qū)動(dòng)帶鞭毛細(xì)菌（如大腸桿菌）游動(dòng)的納米尺度轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)，是生物中的納米機(jī)電系統(tǒng)。其內(nèi)可以有多個(gè)力矩產(chǎn)生單元（定子），定子作用于馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分（轉(zhuǎn)子）而產(chǎn)生力矩。定子的占空比，即定子在一個(gè)力化學(xué)循環(huán)中與轉(zhuǎn)子作用的時(shí)間比例，類似于定子作用的效率，是對(duì)馬達(dá)力矩產(chǎn)生動(dòng)力學(xué)的關(guān)鍵刻畫。這個(gè)占空比需要從馬達(dá)在零負(fù)載下的極限速度與定子數(shù)目的關(guān)系中測(cè)量得到。 qyGVyi3  
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　　近20年來，有不少實(shí)驗(yàn)試圖測(cè)量馬達(dá)的占空比，并引發(fā)多個(gè)關(guān)于馬達(dá)動(dòng)力學(xué)的理論模型的提出。但由于技術(shù)限制，過去無法對(duì)馬達(dá)零負(fù)載下的定子數(shù)目做精確測(cè)量，從而對(duì)占空比的值一直存在實(shí)驗(yàn)和理論上的爭(zhēng)議。袁軍華、張榕京課題組發(fā)展了激光暗場(chǎng)、光鑷、明場(chǎng)相結(jié)合的手段，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)對(duì)馬達(dá)零負(fù)載下定子數(shù)目的精確測(cè)量，發(fā)現(xiàn)馬達(dá)零負(fù)載下的極限速度與其內(nèi)定子數(shù)目無關(guān)，從而確定地證明馬達(dá)定子的占空比很高（接近1）。 u&?J+  
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　　研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部、青年千人計(jì)劃和中國(guó)科大創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)培育基金的支持。 -MOPm]iA  
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　　 論文連接：http://www.pnas.org/content/114/47/12478.abstract