纳米粒子膜可以卷起来
2015年08月06日 9:38 3454次浏览 来源： 科技日报 分类： 新材料前沿 作者： 常丽君
20多年前，科学家就用纳米粒子造出了2d薄膜、3d晶体等各种随机聚集结构，但一直还不能把一张薄膜卷起来，或折成复杂的三维结构。最近，美国芝加哥大学、密苏里大学和美国能源部阿尔贡国家实验室的研究人员发现，用一种简单的方法就能做到这一点。这让科学家有望设计出电、磁、机械属性可调节的新型薄膜，而这些新型薄膜在各种电子设备中有着广泛用途。同时，这项研究对理解生物系统也有重要意义。
据报道，给一些金纳米粒子(只有几千个金原子)涂上一层类似油的有机分子后，会让金粒子聚在一起。当它们漂浮在水上时，会形成一张膜，水蒸发后，就留下一小片薄膜。该项目负责人、美国能源部纳米材料中心科学家林小民(音译)说：“就像个鼓面。但它非常薄，由单层纳米粒子构成。”
把薄膜放在扫描电子显微镜的电子束下面时，它每次都以相同方向弯折，甚至卷成管状。林小民说：“这让我们很好奇，为何它会向一个方向弯折。”
他们分析了这种现象的原因，答案与薄膜表面的有机分子有关。这些有机分子是憎水的，漂在水面时会尽量避免与水接触，最终会在纳米粒子膜上下形成非均匀分布。当电子束照射这些有机分子时，会让它们和邻居分子间形成额外的键，产生不对称压力而让薄膜弯折。
伦敦帝国学院化学物理学教授费尔南多·布莱斯密说：“这些结果非常吸引人，将大大提高我们造出形状可控的纳米结构的能力。”
理论上，用这种方法能使任何纳米粒子薄膜发生折叠，只要膜的表面分子是非对称分布的。林小民说：“你可以用一种憎水分子，通过水面排斥使有机分子形成非均匀分布，也可以用两种不同的分子，关键是分子必须是非均匀分布。”
责任编辑：徐婷
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