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制备纳米“人造分子”

[综合] 时间:2024-05-06 02:11:42 来源:蓝影头条 作者:百科 点击:162次

原标题:制备纳米“人造分子”

近期,人造分子复旦大学相关课题组宣布,制备纳米在纳米“人造分子”制备领域取得重大研究突破:掌握了一种实现纳米粒子之间定向结合——形成“人造分子”的人造分子新技术。

分子是制备纳米参与生命与物质世界演化的最基本单元,由原子按照特定方式结合而成。人造分子创造出“人造分子”,制备纳米利用其不同的人造分子物理性质,能够为传感、制备纳米催化、人造分子超材料和光电器件等领域开辟更广阔的制备纳米应用前景。

他们提出创造“人造分子”构想已近20年,人造分子但因操作层次极其微观、制备纳米挑战巨大,人造分子一直未能实现。制备纳米通俗地讲,人造分子就像我们有一堆乒乓球,每个球的表面都是一样的,把它们放在一起的接触点是随机的。这就产生了一个问题:如果我们不能按照特定的序列和结构控制它们之间的结合,那最终只会得到杂乱无章的聚集结果。

在此前的操作过程中,大多是在纳米粒子上定点修饰有机或生物分子,利用这些分子之间的相互作用,实现对不同纳米粒子结合的调控。但难以大规模加工制备纳米“人造分子”,效率低、成本高,阻碍了对它们各种物理特性的进一步系统研究,使用此方法组成真正可用的新材料更是遥遥无期。

课题组跳出简单拼接思维,让这些纳米粒子去“自发”做事情:研究人员在纳米粒子表面“涂”上一层高分子聚合物,带有不同聚合物涂层的纳米粒子,会按照研究者的设计定向结合,形成具备特殊物理性质的纳米“人造分子”。再通过聚合物链条的反应设计,让表面的聚合物自己去调节结合方式,由此形成一种精确的定向结合,以批量制备纳米“人造分子”。

这项技术有望推动材料领域变革。借用创造出的新分子,可以精确设计新型高性能材料,对纳米级别的粒子与粒子之间的空间相对位置进行调控,创造出具有独特物理性能的新型物质,推动装备制造取得颠覆性发展。

这些“人造分子”在空间进行排列组合时,还会产生耦合效应,有可能实现1+1>2的效果,在未来催生更多新型物质材料。

上图为纳米“人造分子”示意图。(■董彦均 陈佩琪 李 超)

(责任编辑:综合)

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