據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)11月16日?qǐng)?bào)道,美國(guó)科學(xué)家研制出了一種新的材料合成方法,可以更好地控制合成材料的幾何形狀和化學(xué)成分。使用這種方法合成的新材料如能很好地結(jié)合無(wú)機(jī)材料的功能,將有望用于制造新一代太陽(yáng)能電池、催化劑以及光子晶體。
美國(guó)能源部下屬阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室納米尺度材料和能源系統(tǒng)分部的化學(xué)家杰夫·伊拉姆和納米科學(xué)家賽思·達(dá)寧開(kāi)發(fā)出了一種名為“連續(xù)滲透合成(SIS)”的技術(shù),使用該技術(shù),科學(xué)家可以用一塊由嵌段共聚物大分子組成的薄膜作為模板,制造出具有各種形狀和圖案的材料。
這種新方法是原子層沉積(ALD)技術(shù)的擴(kuò)展,ALD是阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家廣泛使用的一種材料合成技術(shù),可以將物質(zhì)以單原子膜的形式一層一層地鍍?cè)诨妆砻妗6鳶IS不需要像ALD那樣層層鋪設(shè)不同納米材料組成的薄膜,只需使用嵌段共聚物作為基座即可。
達(dá)寧表示,這種新方法可制造出僅由ALD技術(shù)或嵌段共聚物無(wú)法制造出的材料,也可更好地控制所制造材料的幾何形狀和化學(xué)成分。
達(dá)寧解釋道,新技術(shù)的成功要?dú)w功于嵌段共聚物獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)。每個(gè)嵌段共聚物由兩個(gè)化學(xué)性質(zhì)不同的子單元組成,例如,一個(gè)子單元可能具有親水性而另一個(gè)單元可能排斥水,因此,嵌段共聚物可被看成一對(duì)分子“雙胞胎”,其中一個(gè)分子在說(shuō)話,而另外一個(gè)分子在安靜地傾聽(tīng)。如果將很多這樣的分子“雙胞胎”放在一個(gè)房間內(nèi),物以類聚,談話的分子會(huì)靠近談話的分子,而傾聽(tīng)的分子會(huì)接觸傾聽(tīng)的分子,但它們不可能完全隔離開(kāi),而是分群聚集在房間的不同角落,正是這種“行動(dòng)”讓研究人員獲得想要的幾何形狀。
使用這種嵌段共聚物作為原始襯底,再加上新研發(fā)的SIS技術(shù),就能形成具有不同形狀的材料(從球形到圓柱形再到曲面)。新材料的物理和化學(xué)性質(zhì)取決于嵌段共聚物的化學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)如何與ALD技術(shù)的化學(xué)性質(zhì)相互作用,這使得研究人員可以比之前更精準(zhǔn)的方式來(lái)控制材料的合成。不過(guò),盡管存在著多種嵌段共聚物,但通常它們的應(yīng)用不如無(wú)機(jī)材料那樣廣泛。達(dá)寧表示,科學(xué)家面臨的挑戰(zhàn)是將這些嵌段共聚物的自組裝特性同無(wú)機(jī)材料的功能性結(jié)合在一起。
研究人員認(rèn)為,采用SIS技術(shù)制造出來(lái)的材料將有助于提高太陽(yáng)能電池的效率,降低其成本。
- 尋求產(chǎn)學(xué)研對(duì)接 衢州市科技局組團(tuán)來(lái)訪華南理工 2014-07-17
- 郭衛(wèi)紅:高分子合成材料領(lǐng)域的“三最”女科學(xué)家 2013-07-15
- 973項(xiàng)目“高性能合成潤(rùn)滑材料設(shè)計(jì)制備與使役的基礎(chǔ)研究”啟動(dòng)會(huì)召開(kāi) 2013-01-23
- 清華徐軍、中藥所邱崇 Sci. Adv.: 高強(qiáng)韌、抗損傷、體溫形狀記憶的高性能醫(yī)用彈性體 2025-06-15
- 芬蘭坦佩雷大學(xué)郭洪爽博士 Angew :新突破 - 基于超分子硫鍵的形狀記憶驅(qū)動(dòng)材料 2025-06-04
- 哈工大冷勁松教授團(tuán)隊(duì) Carbon:模板法制備基于鄰苯二甲腈樹(shù)脂的可重構(gòu)熱防護(hù)形狀記憶氣凝膠 2025-05-23
- 蘇州大學(xué)李剛教授、美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院Wai Cheong Tam博士 IJBM:牙周組織生物大分子研究進(jìn)展 2025-05-22
誠(chéng)邀關(guān)注高分子科技

- 北化徐福建/段順、北京口腔...
- 中山大學(xué)吳丁財(cái)/黃榕康/鄭冰...
- 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所侯...
- 深大王奔等 Adv. Sci.: 磁場(chǎng)...
- 重醫(yī)大毛翔團(tuán)隊(duì)、哈工大賀良...
- 南理工/國(guó)科大杭高院王杰平...
- 廈門大學(xué)曹學(xué)正教授 Macromo...
- 山大周傳健教授、濟(jì)大趙松方...
- 華南農(nóng)大胡傳雙教授、林秀儀...
- 中國(guó)科大陳昶樂(lè)/安大陳敏、...
- 廈門大學(xué)侯旭教授團(tuán)隊(duì) AFM:...