格罗宁根大学 艺术家对自组装功能化布基球层的印象
富勒烯附着在金属表面，乙二醇醚尾诱导双层的自组装
上半部分可以由不同的化合物代替，当该化合物也用乙二醇醚官能化时
这篇论文描述了上层是如何被连接到乙二醇醚尾部的螺吡喃(暴露在紫外光下会改变形状的分子)取代的
学分:新开秋，格罗宁根大学化学研究所 有机自组装单层膜已经存在了四十多年
最广泛使用的形式是基于硫醇，结合到金属表面
然而，尽管硫醇自组装膜用途广泛，但它们在化学上也不稳定
这些单层暴露在空气中会在一天内导致氧化和分解
格罗宁根大学的科学家们现在已经用乙二醇的“尾巴”功能化的布基球制造出了自组装膜
这些分子产生自组装单层，具有硫醇自组装膜的所有特性，但暴露在空气中几周内化学性质保持不变
这种坚固性使得它们更容易在研究和设备中使用
1月30日，一篇关于这些新物质的文章发表在《自然材料》杂志上
格罗宁根大学有机材料化学和设备副教授赖安·基奇解释说:“自组装单层是动态结构，这些单层会自我修复，分子会不断找到最有效的填料
此外，所有过程都是可逆的，并且有可能改变它们的组成
这使自组装膜区别于其他用于表面功能化的单层膜
“这些系统通常非常稳定，但它们不能自我组装，缺乏SAM的动力
" 量子隧穿 基于硫醇(含硫基团)与金属结合的自组装膜被广泛研究和使用
自组装膜的应用范围很广，从控制表面的润湿或粘附，在光刻中产生耐化学性，到传感器生产或纳米制造
单层也可用于生产分子电子学
切奇说，“电流将通过量子隧道穿过这样的单层
对分子层的微小修改会改变隧穿特性
通过这种化学剪裁，有可能创造出新型的电子产品
" 然而，最广泛使用的硫醇基自组装膜在暴露于空气时对氧化很敏感
没有保护，它们不会持续一天
“这意味着你需要各种各样的设备来保持空气流通，当你使用这些分子电子学的SAMs时，”Chiechi解释说
“这也使得在生物学背景下使用它们变得困难
" 功能化布基球 这就是新的基于buckyball的SAMs的来源
在一项联合研究中，来自斯特林赫化学研究所和格罗宁根大学泽尼克高级材料研究所的科学家发现并表征了乙二醇醚功能化富勒烯的特性
布基球附着在金属表面，比硫醇更牢固
乙二醇醚的尾部是极性的，在有机溶剂中，这导致双层的形成
“你只需将金属放入这些功能化的布基球的溶液中，双层就会通过自组装形成，”基奇说
此外，以这种方式制备的自组装膜非常抗氧化:当暴露在空气中时，它们将保持完整至少30天
“我们的结果强烈表明，分子的尾部是交织在一起的
这就产生了一个稳定且非常动态的结构，其中分子可以自由移动，这是典型的SAM，”Chiechi说
外层可以通过添加其他官能化基团来代替
Chiechi和他的同事添加了连接到乙二醇醚尾部的螺吡喃(暴露在紫外光下会改变形状的分子)
通过在外层放置一个电极，测量通过SAM的隧道效应
科学家们表明，用光改变螺吡喃部分的形状也会将电导改变几个数量级
分子电子学 硫醇基自组装膜还有其他替代品，但它们都有局限性
“我们相信我们的自组装膜具有硫醇基自组装膜的所有特性，对空气降解的抵抗力是一个很大的优势，”基奇总结道
“此外，我们已经表明我们的系统可以用来制造分子电子学
“它似乎也是一个非常有用的平台，可以用来研究小行星的行为
“您可以在实验室的工作台上完成，无需任何保护
“Chiechi认为他的系统可能有助于研究双层的行为，包括形成细胞膜的脂质双层
改变分子团组成的能力在分子电子学中开辟了有趣的应用
基奇:“这可能被用来创建一个拓扑计算机架构，用于神经形态计算
“SAM组成的变化可能会产生一个忆阻器，也可能会产生一个随机计算系统，它使用1和0的概率来表示比特流中的数字
“这可以用SAM中一种分子的分数来表示
“然而，在这成为现实之前，还需要做更多的工作，例如，理解为什么乙二醇醚相是如此有效的隧道介质
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