美國斯坦福大學和能源部SLAC國家加速器實驗室的研究人員開發出一種新方法,利用金剛烴制出直徑只有3個原子粗細的電線。這一技術在制備新型發電纖維、光電設備等方面具有廣泛用途。相關研究發表在26日的英國《自然?材料》雜志上。

    金剛烴是碳骨架構成類似于金剛石晶格結構的籠狀碳氫化合物,在醫藥、化學、聚合物和納米技術等領域有很大應用價值。在此次研究中,研究人員以金剛烴為組裝工具,將金剛烴與一個硫原子和一個銅離子綁定后構成的硫族化物相連,形成制造納米電線的基本構件,隨后其放在配置好的溶液中。這些構件會在范德華引力的作用下相互吸引,像樂高積木一樣一點一點自組裝,“成長”為硫族化物在中間、金剛烴包裹在外的線狀結構。該結構具有良好的導電性能,中間的硫族化物作為導電線芯,金剛烴則可充當絕緣層。

    研究人員表示,目前存在的自組裝技術不少,但能夠將固態晶核組裝成具有很好導電性的納米線,他們的新方法還是第一個。金剛烴是一種很好的制備工具,該研究小組已經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構,與大體積三維結構相比會具有非常不一樣的特性。他們開發出的這一“樂高式”組裝方法,讓科學家能以原子精度組裝材料,創建出具有獨特電子特性和物理特性的新型材料,應用潛力巨大。