弯曲纳米线引入更多功能

将纳米材料的结构复杂性欧洲杯足球竞彩提高到一个新的水平,科学家们已经确定了如何在笔直的纳米线中引入扭结,将它们转变成具有相应高级功能的锯齿状的二维和三维结构。

这项研究发表在本周的《自然纳米技术》杂志上哈佛大学田博智和查尔斯·m·利伯领导的研究人员。

作者说,在其他可能的应用中,这项新技术可能培育出一种新的纳米级方法来检测细胞和组织中的电流。

“我们对这项研究为纳米技术打开的前景感到非常兴奋,”哈佛大学文理学院化学教授马克·海曼(Mark Hyman)说。欧洲杯线上买球“例如,我们的纳米结构使纳米电子和光子电路中的有源器件集成成为可能,以及细胞外和细胞内生物传感器的全新方法。在后一个领域,我们已经有了令人兴奋的新成果,我们相信它可以改变生物学和医学中许多电子记录的执行方式。”

Lieber和Tian的方法包括将三角形“立体中心”——实质上是将120º关节固定到纳米线中,纳米线的结构之前是刚性线性的。这些立体中心,类似于在许多复杂有机分子中发现的化学中心,在一维纳米结构中引入扭结,将它们转变成更复杂的形式。

研究人员能够将立体中心引入自组装的纳米线。他们从正在进行这一过程的化学试剂中去除关键的气体反应物,并在将接头引入纳米结构后替换这些反应物,从而使一维纳米结构的生长停止了15秒。这种方法产生了40%的弯曲纳米线,然后可以对其进行纯化以获得更高的产量。

“这些立体中心看起来就像‘扭结’,扭结之间的距离是完全可控的,”田说,他是哈佛大学化学和化学生物学系的一名研究助理。“此外,我们通过合成二维硅、锗和硫化镉纳米线结构,证明了我们方法的通用性。”

利伯和田的这项研究是科学家们多年来在合成过程中控制纳米线的组成和结构的最新努力。尽管在这些领域取得了进展,但控制自组装纳米结构的设计和生长的能力仍然有限。

利伯和田的工作通过在立体中心引入电子设备,使二维纳米结构的形成又向前迈进了一步。

“从这些研究中出现的一个重要概念是首次在定义的纳米尺度点引入功能——换句话说,纳米器件可以‘自我标记’,”利伯说。“我们通过在立体中心精确地插入p-n二极管和场效应晶体管来说明这种新功能。”

这种自标记结构可能会在复杂的纳米结构中引入纳米电子学、光探测器或生物传感器。

Lieber和Tian的合著者是哈佛大学化学和化学生物学系的Xie Ping和Thomas J. Kempa以及哈佛大学纳米系统中心的David C. Bell。他们的工作得到了国家卫生研究院、麦克奈特基金会、MITRE公司和国家科学基金会的资助。欧洲杯线上买球

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