奈米技術可使「超材料」自組裝

2021-06-01 21:31:48 字數 902 閱讀 5596

美國科學家最新研製出的奈米製造技術可讓自然界中並不存在的「超材料」自我組裝而成。由此得到的「超材料」可具有非比尋常的光學特性,有助於製造能給蛋白質、病毒、dna(脫氧核糖核酸)等攝像的「超級鏡頭」以及**斗篷;而另外一些則具有獨特的磁性,有望在微電子學或資料儲存等領域大展拳腳。

迄今為止,科學家們只能利用電子束**系統(一種利用電子束在工件面上掃瞄直接產生圖形的裝置)等裝置在薄層上製造出「超材料」。而康納爾大學工程學教授烏力·韋斯勒領導的科研團隊提出的新方法則可使用化學方法讓嵌段共聚物自我組裝成奈米結構的三維「超材料」。

聚合物分子鏈結在一起會形成固體或半固體材料。而嵌段共聚物則由兩個聚合物分子的終端鏈結在一起形成,當兩個聚合物分子的終端完全相同時,它們會鏈結形成乙個相互關聯的、具有重複幾何形狀(比如球形、圓柱形或迴旋形)的圖案,組成這些重複圖案的單元可能小至幾奈米寬。這些結構形成之後,兩個聚合物中的其中乙個能被溶解,留下乙個三維模型,可將金屬(一般是金、銀)填充於其中,另乙個聚合物隨後會逐漸消失,留下乙個多孔的金屬結構。

在最新研究中,科學家們希望製造出光能通過其中且具有能與光相互作用的奈米特性的金屬迴旋物。科學家們表示,他們隨後能利用這些金屬迴旋物設計出具有負折射率(能讓光在相反方向彎曲)的材料,由這樣的材料製成的「超級透鏡」能給如蛋白質、病毒和dna等比可見光波長更小的物件攝像。此前,已有實驗製造出了類似的透鏡,但沒有一種能在可見光範圍內工作。

研究小組使用計算機製作出了幾種由共聚物自我組裝而成的金屬迴旋物模型,並計算出了當光通過這些材料時的表現。他們得出結論稱,在可見光和近紅外線範圍內,這樣的材料可能有負折射率;而且,折射率的大小可通過調整這些超材料重複屬性的大小來控制,而通過修改自我組裝中用到的化學方法可調整重複屬性的大小。

他們假定金屬結構由金、銀或鋁製成並逐一進行了計算實驗,結果發現,使用銀時才能獲得滿意的結果。科學家們表示,他們正在讓這些能在可見光範圍內工作的超材料變成現實。

奈米技術是雲計算的大救星

雲計算的乙個大難題就是所謂的 雲儲存 也就是時刻在不斷迅速增長的電子資料 大 怎麼辦?大約在2009 年,美國加州大學lawrence berkeley 國家實驗室,alex zettl 研究團隊建立了一種全新的由鐵奈米粒棒構成的 記憶單元 cell 其工作原理圖示如下 由上圖可見,呈黑色的鐵奈米棒...

奈米技術是雲計算的大救星

雲計算的乙個大難題就是所謂的 雲儲存 也就是時刻在不斷迅速增長的電子資料 大 怎麼辦?大約在2009 年,美國加州大學lawrence berkeley 國家實驗室,alex zettl 研究團隊建立了一種全新的由鐵奈米粒棒構成的 記憶單元 cell 其工作原理圖示如下 由上圖可見,呈黑色的鐵奈米棒...

奈米技術治療腦癌取得重大進展

大家知道,腦癌 braintumor 病人是很痛苦的,他們往往絕望地離開這美好的人間。我們應該怎麼救治癌症病人呢?2011年7 月7日,德國 berlin 奈米醫學研究院 nanomedicine institute 對外宣布一種 腦癌的商業化奈米技術解決方案。這是人類在攻克癌症病魔的歷史征途上所取...