来自俄罗斯大学，阿贡国家实验室，法国图卢兹大学和日本奈良科学技术学院的科学家团队由俄亥俄州物理学教授Saw-Wai Hla和图卢兹Gwenael Rapenne教授领导开发了一种能够实现单向的分子螺旋桨通电时在材料表面上旋转。

在自然界中，分子螺旋桨在从游泳细菌到细胞内运输的许多生物应用中是至关重要的，但是合成的分子螺旋桨，如已开发的，能够在更恶劣的环境中并在精确控制下操作。这项新开发的是一种多组分分子螺旋桨，专门设计用于固体表面。这个小型螺旋桨由三个部件组成; 棘轮形状的分子齿轮作为基座，三叶片螺旋桨和钌原子作为连接两者的原子球轴承。螺旋桨的尺寸仅约2纳米(nm)宽，1nm高。

“我们的螺旋桨有什么特别之处，它的多组分设计在金色水晶表面变成手性，即它形成右倾斜或左倾斜齿轮，”Hla说。“这种手性决定了通电时的旋转方向。”

Hla和他的团队也能够机械操纵和记录分子的逐步旋转。这使他们能够理解的细节在运动单分子水平，从而允许的直接可视化的旋转从在每个旋转步骤获取的图像的各个分子螺旋桨。

旋转通过施加的电场，通过电子能量的传递或通过机械力与扫描隧道显微镜尖端发生。通过这种动力供应，科学家可以控制旋转并通过拒绝任何能量来关闭螺旋桨。

虽然这里开发的分子螺旋桨是为了研究其操作的基本理解，但是这种分子螺旋桨可能发现从催化剂到药物的潜在应用。

分子机器最近成为纳米技术的一个热门话题，当2016年诺贝尔化学奖授予“分子机器的设计和合成”时，对这一研究领域的兴趣不断增加。