美國(guó)杜克大(dà)學和馬薩諸塞州立大學的(de)研究人員通過調整一種液體(tǐ)溶液的磁性,首次將磁性和非磁性物質組合成了複雜的(de)納米結構,可用於製造先進的光(guāng)學設備、包裝設備、數據存(cún)儲和(hé)生(shēng)物工程設備等,相(xiàng)關研究(jiū)發表在2月19日的《自然》雜誌上。
這項研究由杜克(kè)大學機械工程和物(wù)質科學副教授本傑明?耶倫領導,研究(jiū)人員蘭德爾?厄博說:“我們已經證明,許多不同粒子能夠自我組合形成一個複(fù)雜的超級結構。”
該納米結構在一種由含鐵化合物組成的(de)納米粒(lì)子懸浮液??鐵磁(cí)流體中形成,這種(zhǒng)液體在外部磁場中會高度磁化。鐵磁流體由馬薩諸(zhū)塞州立大學(xué)的巴派提亞?薩瑪塔和(hé)文森特?羅(luó)特羅製(zhì)成。杜克大學的研究人員將磁場施加於包含不同類磁性或非磁(cí)性膠體粒子的液體中,這些膠體粒子被放置封存(cún)於在(zài)透明(míng)的載玻片之間,用於實時觀察這些粒子(zǐ)的自動集合過程。
厄博說(shuō):“將這些納米結構組合起來的關鍵是調整陰極和陽(yáng)極磁粒子之間的相互作用,研究人員可以(yǐ)通過改(gǎi)變(biàn)溶液中鐵磁流(liú)體粒子的濃度做到(dào)這一點。”
耶倫他們早就能夠製造由(yóu)單一粒子組成的微(wēi)小(xiǎo)結構,這(zhè)是首(shǒu)次得到許多(duō)粒子組合(hé)在一起的複雜結構,這(zhè)些納米結構的複雜性決定了它們最終的用(yòng)途。研(yán)究人員說,通過改變粒子的大小、磁性,能將許多不(bú)同類的粒子組合在一起。
耶倫預測,這些納米結構可以用於先進的光學設備(bèi),例如傳感器上。在傳感器上,可以將不同(tóng)的納米結構設計成(chéng)具有特定的光學性能。耶倫也預測,由金屬粒子組成的環狀物能夠被用來製造天線,並(bìng)且可以作為負磁導率材料的組成部分。
耶倫相信,這個過程可以按比例提高,在大體積的反應容器中製造大量定製的納米結構,當外磁場關閉的時候,這個結構也會散開。
耶倫說:“組(zǔ)合這些粒子的磁力是可(kě)逆的。我們能夠借助化學(xué)‘膠水’來鎖住這(zhè)些納米結構,或者通過簡單(dān)地(dì)加熱讓它們分開。”
欄目導航
內容推薦
更多>2018-10-12