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新研究:纳米金字塔造出最复杂结构体

布朗大学的化学家Chen Ou(如图)利用类似金字塔形的基础纳米粒子,实现了把纳米粒子的神奇特性从微观向宏观引入。(布朗大学)

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【大纪元2018年09月26日讯】(大纪元记者张妮编译报导)布朗大学(Brown University)的化学家们利用类似金字塔形的基础纳米粒子,造出了世界上迄今为止最复杂的结构体,实现了“把纳米粒子的神奇特性从微观向宏观引入,造出新材料和设备的一个桥梁”。

这份近期发表在《自然》杂志上的研究的主要作者、布朗大学助理教授陈欧(Ou Chen音译)说:“很多研究都用球形的纳米颗粒搭建宏观材料,但使用四面体(类似金字塔形)粒子的研究较少。”

据《每日科学》(Science Daily)网报导,这个小组一年前开始使用一种四面体形状的、能吸收和放射光的纳米半导体颗粒进行这项研究。陈欧介绍说,在搭建宏观材料方面,四面体比球体有很多优势:

● 四面体颗粒可以结合得更紧密,之间的间隙比球体颗粒互相结合中间的间隙要小,这让造出的物体更稳固和坚实;

● 研究中使用的基础颗粒可实现各向异性,意即不同的方向有不同的特性;而球体颗粒在每个方向都是一样的。

研究者们通过给四面体的每个面施以不同的化学粘合剂,实现其各向异性。

该小组研究员之一、博士后Yasutaka Nagaoka说:“当两个颗粒面面对接时,粘合剂起到一定引导作用,有相同粘合剂的面容易靠在一起。这在一定程度上控制颗粒的组合方式。”

而各向同性的球体颗粒就达不到这一点,它们总是随机式分布。

陈欧说,各向异性颗粒能比各向同性颗粒造出更复杂的宏观材料。

首先,可利用粒子排列方式的可控性,造出一维、二维和三维晶体。比如,可以造出二维结构、具有更佳电子性能的材料。

而且,造出的材料将呈现有趣的特性。陈欧说,这些基础颗粒具有神奇的光子特性,能造出具有神奇光学特性的超级材料。

“我们得知道如何组合和建造更大、更复杂的结构体。”陈欧说:“我认为这项研究是把纳米粒子从微观向宏观实现,从而造出新材料和设备的一个桥梁。”◇

责任编辑:朱涵儒

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2018-09-26 4:34 PM
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