宾夕法尼亚州立大学 一种简单的模块化化学方法可以生产超过65，000种不同类型的复杂纳米棒
电子显微镜图像显示了这些纳米棒中的32个，它们由不同的材料组合而成
每种颜色代表不同的材料
学分:宾夕法尼亚州立大学沙克实验室 研究人员使用简单的化学方法和混合匹配的模块化策略，开发了一种简单的方法，可以生产超过65，000种不同类型的复杂纳米粒子，每种包含多达6种不同的材料和8个片段，其界面可用于电气或光学应用
这些棒状纳米粒子长约55纳米，宽约20纳米——相比之下，人的头发约有10万纳米厚——许多被认为是迄今为止最复杂的
宾夕法尼亚州立大学化学家团队的一篇论文描述了这项研究，发表在2020年1月24日的《科学》杂志上
雷蒙德说:“在纳米科学领域，人们对制造结合几种不同材料——半导体、催化剂、磁铁、电子材料——的纳米粒子很感兴趣。”
沙克，宾夕法尼亚州立大学杜邦材料化学教授，研究小组组长
“你可以考虑将不同的半导体连接在一起，以控制电子如何穿过材料，或者以不同的方式排列材料，以改变它们的光学、催化或磁性
我们可以利用计算机和化学知识来预测这一切，但瓶颈在于实际制造粒子，尤其是在足够大的规模上，以便你可以实际使用它们
" 该团队从由铜和硫组成的简单纳米棒开始
然后，他们使用一种叫做“阳离子交换”的过程，依次用其他金属代替一些铜
“通过改变反应条件，他们可以控制纳米棒中铜被取代的位置——在棒的一端，同时在两端，或者在中间
然后，他们可以用其他金属重复这一过程，这些金属也可以放置在纳米棒内的精确位置
通过对几种不同的金属进行多达七次的连续反应，他们可以创造出一个名副其实的粒子彩虹——超过65，000种不同的金属硫化物材料组合是可能的
本杰明说:“我们方法的真正妙处在于它的简单。”
斯泰姆勒是宾夕法尼亚州立大学的研究生，也是这篇论文的第一作者
“过去，制造一种包含多种不同材料的纳米粒子需要数月或数年的时间
两年前，我们真的很兴奋，我们可以用这种方法的早期版本制造47种不同的金属硫化物纳米粒子
现在，我们已经取得了一些重大的新进展，并对这些系统有了更多的了解，我们可以超越任何人以前所能做到的
我们现在只需控制温度和浓度，就能生产出以前难以想象复杂程度的纳米粒子，所有这些都使用标准的实验室玻璃器皿和化学入门课程中的原理
" 沙克说:“这项工作的另一个令人兴奋的方面是它是合理的和可扩展的。”
“因为我们了解一切是如何工作的，所以我们可以鉴定出一种高度复杂的纳米粒子，设计出制造它的方法，然后进入实验室，实际上很容易就能制造出来
而且，这些颗粒可以制成有用的数量
原则上，我们现在可以做我们想做的事情，想做多少就做多少
当然，仍然有局限性——我们不能等到我们能够用更多种类的材料来做这件事——但是即使是我们现在所拥有的，它也改变了我们对可能制造什么的想法
"
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
