提起機器，許多人可能馬上會聯想起那些鋼鐵鑄造的大家伙，伴隨著龐大的體積與轟鳴的馬達聲。但是，在微觀世界里，還有一種科學家正潛心研制的超微小機器——分子機器。它們的尺度只有納米（十億分之一米）大小，但是卻有望為人類帶來許多福祉。日本科學家最近成功地將兩個分子機器組裝在一起形成了首個分子機器復合體，在相關研究中邁出了重要一步。
據《新科學家》雜志最近報道，來自日本東京大學的科學家Kazushi Kinbara與同事，日前成功地利用兩個分子機器將它們組裝成了一個有點像把“鉗子”的分子機器，這在同類研究中還是首次。但是打開這個超微型機器X形狀結構的一端，卻并不會讓另外一端也張開來。實際上，正如圖所示，打開或收攏這個機器類似于鉗子兩個把手的一端（圖左上側及圖右上側），會讓機器另外一端兩塊像鰭狀踏板的結構旋轉90度。
科學家解釋說，為這個超微型的分子機器提供動力的是紫外線與可見光。當機器受到紫外線照射時，“鉗子”的兩個把手就會收攏起來，另外一端的兩塊板狀結構則呈平行狀態（圖右）；而當機器受到可見光照射時，“鉗子”的兩個把手就會打開，而另外一端的兩塊板狀結構則會旋轉到相對位置呈90度的狀態。之所以會發生這樣的變化，是因為當紫外線與可見光照射到機器上時，機器中的氮原子和鐵原子之間結合的化學鍵發生了變化，從而為“鉗子”提供了運動的動力。
長期以來，科學家一直希望能夠研制出在納米尺度范圍內的超微型機器。諸如納米機器人這樣的概念，盡管在目前還可能只是科幻小說中的玩意，但在嚴謹的科學家眼中，它們已經逐漸成為一個漸行漸近的夢了。有朝一日，這樣的小機器人真的問世之后，它們可能會在我們人體內這個大舞臺中，或幫助我們疏通擁堵的血管，或者幫助我們修復受損的細胞組織，能為人類帶來諸多實際的利益。
近十年以來，科學家已經開發出了許多納米尺度的分子機器。從由350個原子組成的螺旋槳，到2.5納米大小的升降機。但是所有這些成果，還都只是理論的演示而已，并沒有什么實際應用價值。而即便如此，在納米尺度上研制出一個分子機器，也是非常困難的事情。于1999年發明出分子馬達的波士頓大學的羅斯·凱利指出，“如果能夠把兩個運動的部件（分子機器）結合在一起，并試圖使他們一起工作，那是相當大的成就。”因為對于最終研制出由多個分子機器組合而成的納米機器人等而言，將兩個分子機器組裝在一起無疑是具有重要意義的第一步。
當然，目前科學家依然面臨許多困難。比如，分子機器依靠化學鍵提供動力，所有的力都是在納米尺度范圍內相互作用的，與那些在大尺度上組合設計生產出來的機械設備性能有很大差別。此外，因為尺度非常小，所以對于分子機器而言，磁力作用要比重力作用更重要，因為化學鍵很可能受到周圍的分子影響而發生變化。而且，在如此小的尺度上進行組裝操作，更是難上加難了。“當你完成設計出一個可行的機械機構這一非常困難的任務之后，你還需要面對一個更加困難的任務，那就是把他們組裝起來”，美國科羅拉多大學的納米科學家約瑟夫·米歇爾說：“最終的成果或許會在５０年后出現？我們還不知道。我們只是才剛剛開始而已。”
不過，日本科學家的上述研究進展令人鼓舞。科學家說，他們下一步希望能夠制造出由更多的分子機器組裝而成的“更大一點”的設備，“目前研究工作正在進展中。”
