分子機械的精確控制，一直是科學家追求的目標之一，因為分子會不斷進行隨機的熱運動，使得精確操控變得極為困難。儘管科學家已經能讓分子進行定向運動，但要利用這些運動來構築特定的分子形狀，特別是那些不穩定的結構，仍然是個大挑戰。在自然界中，許多分子機械對維持生命至關重要，例如驅動蛋白負責運輸物質、ATP合酶負責儲存能量。這些生物機械都能將隨機運動轉化為有用的定向過程。近年來，科學家開發出人工分子機械來模仿這些機制，但要使用定向運動來進行實際的化學合成工作仍然很困難。索烷是由兩個環狀分子互相穿過而形成的結構，就像鎖鏈一樣，是機械互鎖分子中最早被研究的例子。Sauvage等人開發出金屬模板策略，利用金屬離子將分子組裝成螺旋結構，再透過化學反應固定下來合成索烷。儘管這些方法有效，但都需要依靠特定的模板或組裝策略。最近的研究發現，分子馬達可以透過旋轉將分子鏈纏繞在一起，形成類似螺旋的結構。這些纏繞結構與Sauvage方法中的螺旋體相似，但它們是透過分子馬達的主動運動產生，而不是依靠模板組裝。

近日，德國柏林洪堡大學的研究團隊成功開發出一種分子機械，該機械能夠利用光驅動的分子馬達將分子鏈纏繞成特定的結構，並將其轉化為索烷。研究團隊設計的分子機械包含四個主要部分：一個光驅動的旋轉馬達、一個固定的大環、一個可分離的大環（含有兩個末端烯烴基團），以及可裂解的連接鍵。當機械受到紫外光照射時，中央馬達會進行單向旋轉，每轉動180°就會在兩個大環之間產生一個交叉點（crossing）。研究人員成功展示了從零交叉到四交叉的完整纏繞過程，並發現要形成最簡單的索烷需要兩個交叉點，因此馬達需要完成360°的旋轉。實驗中，研究人員透過烯烴複分解反應讓可分離大環上的兩個烯烴基團相互結合形成新的化學鍵，將纏繞狀態永久保存下來，然後使用還原劑裂解連接鍵來釋放索烷。結果顯示，含有兩個交叉點的纏繞結構經過捕獲和釋放後成功產生了索烷，產率達80%。研究人員表示，這項研究首次證明了分子機械執行的機械工作可以被直接利用來合成複雜的機械互鎖分子，這為不依賴傳統模板策略的新型合成方法提供了概念驗證。