美國斯坦福大學(xué)和能源部SLAC國家加速器實(shí)驗(yàn)室的研究人員開發(fā)出一種新方法,利用金剛烴制出直徑只有3個(gè)原子粗細(xì)的電線。這一技術(shù)在制備新型發(fā)電纖維、光電設(shè)備等方面具有廣泛用途。相關(guān)研究發(fā)表在26日的英國《自然?材料》雜志上。

    金剛烴是碳骨架構(gòu)成類似于金剛石晶格結(jié)構(gòu)的籠狀碳?xì)浠衔?在醫(yī)藥、化學(xué)、聚合物和納米技術(shù)等領(lǐng)域有很大應(yīng)用價(jià)值。在此次研究中,研究人員以金剛烴為組裝工具,將金剛烴與一個(gè)硫原子和一個(gè)銅離子綁定后構(gòu)成的硫族化物相連,形成制造納米電線的基本構(gòu)件,隨后其放在配置好的溶液中。這些構(gòu)件會(huì)在范德華引力的作用下相互吸引,像樂高積木一樣一點(diǎn)一點(diǎn)自組裝,“成長”為硫族化物在中間、金剛烴包裹在外的線狀結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)具有良好的導(dǎo)電性能,中間的硫族化物作為導(dǎo)電線芯,金剛烴則可充當(dāng)絕緣層。

    研究人員表示,目前存在的自組裝技術(shù)不少,但能夠?qū)⒐虘B(tài)晶核組裝成具有很好導(dǎo)電性的納米線,他們的新方法還是第一個(gè)。金剛烴是一種很好的制備工具,該研究小組已經(jīng)用金剛烴制出了一維的鎘基、鋅基、鐵基和銀基納米線,其中最長的納米線不用顯微鏡就能看到。

    研究人員指出,一種材料若十分微小,只是一維或者二維結(jié)構(gòu),與大體積三維結(jié)構(gòu)相比會(huì)具有非常不一樣的特性。他們開發(fā)出的這一“樂高式”組裝方法,讓科學(xué)家能以原子精度組裝材料,創(chuàng)建出具有獨(dú)特電子特性和物理特性的新型材料,應(yīng)用潛力巨大。