新法制出直径仅三个原子的电线

科技日报华盛顿12月26日电 (记者刘海英)美国斯坦福大学和能源部SLAC国家加速器实验室的研究人员开发出一种新方法,利用金刚烃制出直径只有3个原子粗细的电线。这一技术在制备新型发电纤维、光电设备等方面具有广泛用途。相关研究发表在26日的英国《自然•材料》杂志上。

金刚烃是碳骨架构成类似于金刚石晶格结构的笼状碳氢化合物,在医药、化学、聚合物和纳米技术等领域有很大应用价值。在此次研究中,研究人员以金刚烃为组装工具,将金刚烃与一个硫原子和一个铜离子绑定后构成的硫族化物相连,形成制造纳米电线的基本构件,随后其放在配置好的溶液中。这些构件会在范德华引力的作用下相互吸引,像乐高积木一样一点一点自组装,“成长”为硫族化物在中间、金刚烃包裹在外的线状结构。该结构具有良好的导电性能,中间的硫族化物作为导电线芯,金刚烃则可充当绝缘层。

研究人员表示,目前存在的自组装技术不少,但能够将固态晶核组装成具有很好导电性的纳米线,他们的新方法还是第一个。金刚烃是一种很好的制备工具,该研究小组已经用金刚烃制出了一维的镉基、锌基、铁基和银基纳米线,其中最长的纳米线不用显微镜就能看到。

研究人员指出,一种材料若十分微小,只是一维或者二维结构,与大体积三维结构相比会具有非常不一样的特性。他们开发出的这一“乐高式”组装方法,让科学家能以原子精度组装材料,创建出具有独特电子特性和物理特性的新型材料,应用潜力巨大。