2008年6月28日
大约五千年来,塑造金属的唯一方法就是“加热和击打”。即使在现代纳米技术中,与金属打交道也包括用电子束雕刻或用酸蚀刻。
现在,康奈尔大学研究人员已经开发出一种方法,自组装金属成复杂的纳米结构。应用包括更有效地和更便宜的催化剂用于燃料电池和工业过程和创建微结构化表面,使新的类型,将携带跨越微芯片的详细信息比传统电线做导体。
该方法包括:涂布金属纳米粒子 - 直径约2纳米(nm) - 与已知的作为配位体欧洲杯猜球平台,其允许被溶解在液体中的颗粒,然后用嵌段共聚合物混合的有机材料(一种材料制成的两种不同的化学物质,其分子连接在一起以可预测的图案固化)。当聚合物和配体被除去,金属颗粒熔合成固体金属结构。欧洲杯猜球平台
“聚合物社区曾试图20年做到这一点,”乌尔里希·威斯纳,材料科学与工程的康奈尔大学教授,他说谁,与同事,对在科学杂志的6月27日发行新方法的报告。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球“但金属必须聚类为不受控制的结构的趋势。我们已经添加了新的东西是配体,其在有机溶剂中产生高的溶解度,并允许粒子以高密度均匀的流动”。欧洲杯猜球平台
另一个关键因素,他补充,是使每个颗粒相对薄的周围配位体的层,以使得在最终结构中金属的体积足够大的有机材料被去除时保持其形状。欧洲杯足球竞彩
“这是令人兴奋的,”威斯纳说。“它打开了一个完全新颖的游乐场,因为没有人已经能够批量方式结构的金属。原则上,如果你可以用一个金属做的,你可以与金属的混合物做到这一点。”
威斯纳和两位康奈尔大学的同事,j·a·纽曼化学和化学生物学教授弗朗西斯·迪萨尔沃,以及约翰·l·韦瑟里尔物理学教授索尔·格鲁纳,以及其他研究人员,他们在《科学》杂志上欧洲杯线上买球报道了他们是如何使用这种新方法创造出具有均匀六边形孔的铂结构的,孔的宽度约为10纳米(1纳米是三个硅原子的宽度)。到目前为止,铂是燃料电池可用的最佳催化剂,其多孔结构允许燃料流过并在更大的表面积上发生反应。
研究人员开始将涂覆配体的铂纳米颗粒的溶液与嵌段共聚合物。欧洲杯猜球平台纳米颗粒联合收割机的具有两种聚合物的仅一个欧洲杯猜球平台的解决方案。两种聚合物组装成的结构,即一个小的区域,而另一个,在此情况下产生悬浮在一种聚合物和布置周围的其他聚合物的六边形的外侧的金属纳米颗粒的簇之间交替。欧洲杯猜球平台许多其他的模式是可能的,这取决于聚合物的选择。
然后在没有空气的情况下对材料进行退火,将聚合物变成一个碳支架,继续支撑金属颗粒形成的形状。欧洲杯猜球平台Wiesner和他的同事之前已经使用碳支架的方法来制造金属氧化物的多孔纳米结构。
最后一步是将材料在空气中加热到更高的温度,以氧化配体并燃烧掉碳。金属纳米粒子表面的熔点欧洲杯猜球平台很低,所以这些粒子会一起烧结成固体金属结构。研究人员已经用这种方法制作了相当大的多孔铂块,直径至少有半厘米。
除了使多孔材料,研究人员说,该技术可以用来创建精细结构的表欧洲杯足球竞彩面,关键等离子体激元的新的领域,其中电子的波穿过一个导体的表面移动与携带信息的容量光纤,但在空间足够小以适合在芯片上。