細(xì)菌作為人類生活中一種常見(jiàn)的生物，幾乎與人類的生活息息相關(guān)，通常情況下細(xì)菌由莢膜、鞭毛、菌毛等結(jié)構(gòu)組成，而且目前已知最小的細(xì)菌大約在0.2微米左右，需要在顯微鏡下才能將其看得清清楚楚。

細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)能力，遠(yuǎn)超陸地上跑得最快的獵豹。很多細(xì)菌 1 秒鐘就能跑出自己身長(zhǎng)的 60-100 倍的距離，相當(dāng)于一個(gè)成年人以時(shí)速600KM的速度奔跑。

鞭毛馬達(dá)

為什么細(xì)菌具有如此非凡的運(yùn)動(dòng)能力？答案只有兩個(gè)字 —— 鞭毛，這是細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)器官，也是一種獨(dú)特的蛋白質(zhì)納米機(jī)器。

如果將這種細(xì)菌的鞭毛看作是一艘潛艇，不僅擁有完整的零部件，而鞭毛就如同潛艇的螺旋槳，通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)細(xì)菌進(jìn)行移動(dòng)。

而且在研究中發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌的鞭毛大約只有26納米左右，可是結(jié)構(gòu)卻類似于飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)，為此才會(huì)將其稱之為馬達(dá)。也就是本文要說(shuō)的鞭毛馬達(dá)。

鞭毛馬達(dá)

細(xì)菌鞭毛馬達(dá)被認(rèn)為是自然界中最高效、最精密的分子引擎，也是最復(fù)雜的蛋白質(zhì)機(jī)器之一。

該馬達(dá)高度大約只有5納米，直徑只有2納米。麻雀雖小，五臟俱全，雖然小，但結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。

之所以說(shuō)該細(xì)菌比較復(fù)雜，首先馬達(dá)擁由170多個(gè)蛋白質(zhì)組成，分子的質(zhì)量大約在6.3MDA左右，同時(shí)由聯(lián)動(dòng)桿、外膜環(huán)、內(nèi)膜環(huán)、周質(zhì)環(huán)、緩分泌裝置、接頭裝置組成。馬達(dá)的運(yùn)行原理也很精妙。

鞭毛馬達(dá)

鞭毛馬達(dá)含有質(zhì)子泵，可通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)氫離子，帶動(dòng)質(zhì)子泵的轉(zhuǎn)動(dòng)，完美的將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，繼而將扭矩傳給鞭毛馬達(dá)的內(nèi)膜環(huán)，促使內(nèi)膜環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)。值得一提的是，內(nèi)膜環(huán)是依靠電斥力套在連動(dòng)桿上面的，等于是一個(gè)磁懸浮的軸承，沒(méi)有直接摩擦，所以整個(gè)馬達(dá)的效率非常高。

內(nèi)部各個(gè)結(jié)構(gòu)元件之間相互精妙的配合，使鞭毛馬達(dá)能將質(zhì)子泵轉(zhuǎn)化而來(lái)的機(jī)械能，毫無(wú)損耗地迅速傳給鞭毛絲，促進(jìn)鞭毛絲高速轉(zhuǎn)動(dòng)。

當(dāng)我們清晰地看到鞭毛馬達(dá)的結(jié)構(gòu)后，不得不驚嘆于大自然和生命的奇妙

在如此相互巧妙的配合下，該馬達(dá)能夠每秒鐘旋轉(zhuǎn)300-2400圈，也就是差不多每分鐘150000轉(zhuǎn)，這意味著什么呢？

要知道，人類科技目前所能實(shí)現(xiàn)的最高轉(zhuǎn)速的電機(jī)馬達(dá)，也僅僅堪堪達(dá)到每分鐘100000轉(zhuǎn)。

這還沒(méi)完，如此高轉(zhuǎn)速下，居然沒(méi)有摩擦和能量損耗，你敢相信？

人類目前最先進(jìn)的馬達(dá)，效率也才達(dá)到92%，別小看這8%的差距，要知道這92%的效率已經(jīng)是人類的天花板了，想再進(jìn)一分，都是千難萬(wàn)難了。

不得不說(shuō)，大自然真的很奇妙，很多我們認(rèn)為不可能進(jìn)化出來(lái)的東西，也許只是還沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)而已，也許這根本就不是大自然的產(chǎn)物。