大阪府立大学
含有分子成分的液滴在水表面上的简单铺展导致具有非常高的导电性的纳米结构的自发形成
学分:大阪府大学理牧村 油和水不混合，但是在油和水相遇的地方会发生什么？还是空气遇到液体的地方？在这些界面上发生了独特的反应，日本的一组研究人员利用这些反应首次成功构建了下一代传感器和能源生产技术所需的均匀导电纳米片
来自大阪府大学、日本同步辐射研究所和东京大学的研究合作在10月10日公布了他们的方法
ACS应用材料和界面28分
相应的作者大阪府大学材料科学系副教授Rie Makiura说:“我们很早就知道，油在水面上会形成一层大而均匀的薄膜——理解并利用这种熟悉的现象可能会有助于节能过程。”
“通过利用相似界面的原材料组合，我们成功地创造了具有先进的三维纳米结构的导电功能材料
" 这些材料是金属有机骨架，是微孔的，由高度有序的金属离子和有机连接体组成
根据Makiura的说法，这种被称为MOFs的材料有无数潜在的应用，从纳米技术到生命科学，但是有一个未实现的特性阻碍了它们的实际应用——大多数人造MOFs不导电
Makiura说:“为了在传感器和能源器件等应用中利用导电MOFs的优越特性，制造和集成具有确定孔径、良好控制的生长方向和薄膜厚度的超薄薄膜是必要的，并且一直在积极寻求。”
大多数以前的MOF薄膜开发包括从较大的晶体上剥离层，并将其放置在基底上
然而，根据Makiura的说法，这个过程是复杂的，并且经常导致不高度导电的厚的、不均匀的薄片
为了开发超薄且均匀的导电纳米片，她和她的团队决定改变这种方法
他们开始在金属离子的水溶液上涂抹含有有机连接体的溶液
一旦接触，这些物质开始以六边形排列组装它们的组件
一个多小时后，这种排列继续进行，在液体和空气相遇的地方形成纳米片
纳米片形成完成后，研究人员使用两个屏障将纳米片压缩成更致密和连续的状态
根据Makiura的说法，这是一种生产具有高度有序晶体结构的非常薄的纳米片的简化方法
研究人员通过显微镜和x光晶体学分析证实了这种均匀的结构
可视化的紧密有序的晶体也表明了材料的电特性，因为晶体在每个薄片中均匀接触，这也有助于薄片之间的紧密接触
研究人员通过将纳米片转移到硅衬底上，添加金电极并测量电导率来测试这一点
“尽管评估超薄薄膜并不容易，但当我们能够证明它具有三维纳米结构和高导电性时，我们很高兴，”第一作者Takashi Ohata说，他是Makiura指导的博士生
研究人员现在正在研究各种参数如何影响纳米片的形态，目标是开发一种可控和可调的方法来制造具有目标电子特性的高质量纳米片
Makiura说:“我们在空气/液体界面将合适的分子构建组件从多用途和简单的自下而上组装成扩展架构，实现了完美定向的导电晶体纳米片的创建。”
“这一新发现进一步增强了空气/液体界面合成的潜力，从而创造出各种各样的纳米片，用于许多潜在的应用，包括能源创造装置和催化剂
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