科学家成功将纳米线弯曲成二维和三维结构（图）

2009-10-26 21:33

据国外媒体报道，美国科学家目前已经研究出了如何在不改变原材料固有性质的情况下，将"扭结"引入直线型纳米材料，从而将纳米线转变成曲折的二维和三维结构，这一突破将使纳米材料的结构复杂程度提上了一个新的水平。

据报道，由哈佛大学的田博志(Bozhi Tian)和查尔斯·利伯(Charles M. Lieber)领导的研究小组在《自然-纳米技术》杂志中披露了这一进展。作者在文中称，这项技术可应用在很多领域，其中就包括用来检测生物细胞和组织内的电流，特别是在军事和航天领域，该技术可以制造出超乎想象的"生物武器"和航天器材。

哈佛大学文理学院的化学教授利伯说："我们对于这项给纳米技术带来无限前景的研究感到很兴奋。我们研究的这种多维纳米结构，将能使纳米电子和纳米光子集成电路中的有源器件集成在一起，同时也会为研究开发细胞内植入的生物传感器带来一种新的途径。而且我们相信后者的研究将会很大程度地改变我们对生物和药物进行电子记录的方法。"

据悉，利伯和田的研究方法涉及三角"立体中心"的控制引入，科研人员要将120度角的"扭结"引入到纳米线中。这将给一维的纳米结构添加"扭结"，使其具有更复杂的结构。

研究人员之所以能够引入立体中心是因为纳米线具有自我组织生长的特性。他们通过将关键的气态反应物从反应融合过程中移除，而使一维的纳米结构停止生长15秒，在引入了"扭结"之后又替换了原有的反应物使其在此生长。这一方法可以使得到弯曲纳米线的产量达到40%，经过纯化之后还可以获得更高的产量。

哈佛大学的田博志说："我们可以通过这种方法将硅，锗和镉的硫化物的二维纳米线结构物聚合在一起，这也说明了我们这种方法的普适性。"

科学家数年来一直努力想要在合成多维纳米线结构时控制其合成的产物及合成物的结构，而该项研究则是最新的一次进展。尽管在该领域有了些许的突破，但是想要完全控制纳米线结构的自我组织生长过程还是很难的。

据悉，包括哈佛大学化学与化学生物学院的谢平(Ping Xie)，托马斯·肯怕，以及该校纳米研究中心的大卫·贝尔(David C. Bell)等专家学者参与了这项研究。他们的工作经费由美国国立卫生院，麦克奈特基金会，MTRE公司和美国国家科学基金会资助。