新研究:納米金字塔造出最複雜結構體

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【大紀元2018年09月26日訊】(大紀元記者张妮編譯報導)布朗大學(Brown University)的化學家們利用類似金字塔形的基礎納米粒子,造出了世界上迄今為止最複雜的結構體,實現了「把納米粒子的神奇特性從微觀向宏觀引入,造出新材料和設備的一個橋梁」。

這份近期發表在《自然》雜誌上的研究的主要作者、布朗大學助理教授陳歐(Ou Chen音譯)說:「很多研究都用球形的納米顆粒搭建宏觀材料,但使用四面體(類似金字塔形)粒子的研究較少。」

據《每日科學》(Science Daily)網報導,這個小組一年前開始使用一種四面體形狀的、能吸收和放射光的納米半導體顆粒進行這項研究。陳歐介紹說,在搭建宏觀材料方面,四面體比球體有很多優勢:

● 四面體顆粒可以結合得更緊密,之間的間隙比球體顆粒互相結合中間的間隙要小,這讓造出的物體更穩固和堅實;

● 研究中使用的基礎顆粒可實現各向異性,意即不同的方向有不同的特性;而球體顆粒在每個方向都是一樣的。

研究者們通過給四面體的每個面施以不同的化學粘合劑,實現其各向異性。

該小組研究員之一、博士後Yasutaka Nagaoka說:「當兩個顆粒面面對接時,粘合劑起到一定引導作用,有相同粘合劑的面容易靠在一起。這在一定程度上控制顆粒的組合方式。」

而各向同性的球體顆粒就達不到這一點,它們總是隨機式分布。

陳歐說,各向異性顆粒能比各向同性顆粒造出更複雜的宏觀材料。

首先,可利用粒子排列方式的可控性,造出一維、二維和三維晶體。比如,可以造出二維結構、具有更佳電子性能的材料。

而且,造出的材料將呈現有趣的特性。陳歐說,這些基礎顆粒具有神奇的光子特性,能造出具有神奇光學特性的超級材料。

「我們得知道如何組合和建造更大、更複雜的結構體。」陳歐說:「我認為這項研究是把納米粒子從微觀向宏觀實現,從而造出新材料和設備的一個橋梁。」◇

責任編輯:朱涵儒

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