研究人员使用世界最小钻石使电线三个原子宽

斯坦福大学和能源部门 SLAC 国家加速器实验室的科学家们发现一种方式来使用金刚烃 — — 钻石的最小可能位 — — 原子组装成薄的可能电线，只是三个原子宽。

在实验室的长凳上，一分钱的规模与纳米线的模糊白色群。组装的帮助下金刚烃，微观纳米线可以看到用肉眼因为他们 — — 金刚壳之间强烈的相互吸引力让他们聚集在一起，在这种情况下数以百万计。在右上角，用扫描电子显微镜图像显示纳米团簇放大 10000 倍。（扫描电镜图像由郝燕/梅斯; 由 SLAC 国家加速器实验室的照片）

抓取各种类型的原子，并把它们放在一起的乐高风格，这种新技术可能可以用于生成细小的电线，为广泛的应用，包括发电的面料，采用电和光，而不会丢失任何导电的超导材料的光电器件。科学家们报告说他们今天在自然材料的结果。

“我们在这里所展示的是我们可以小，导电尽可能小的电线，本质上是自组装，”说郝燕、 斯坦福大学博士后研究员和第一作者的论文。”这个过程是简单，一锅合成。你倾倒的成分在一起，在半个小时可以得到结果。它是几乎好像金刚烃知道他们要去哪里。

越小越好

虽然有其他方法可以获得材料做出自我组装的这是第一次显示，使纳米线与固体、 结晶的核心，具有良好的电子性能，说的研究的共同作者尼古拉斯 · 米洛，SLAC 和斯坦福和调查员与梅斯、 材料和能源科学在 SLAC 斯坦福研究所副教授。

象针一样电线有半导体的核心 — — 铜和硫称为硫 — — 包围附加的金刚烃，形成绝缘壳体的组合。

其微小的尺寸是重要的是，米洛说，因为存在只是一个或两个维度 — — 作为原子尺度点、 线或床单 — — 材料可以有非常不同的非同寻常的属性相比，散装的相同材料。新方法允许研究人员组装这些材料的原子精度和控制。

金刚烃它们用作装配工具都很小，联锁的碳和氢的笼子里。中石油流体自然地发现，他们提取和分离的大小和几何形状在 SLAC 实验室。过去的十年间，梅斯米洛和志勋沈 SLAC/斯坦福大学教授为首的科研项目已发现了大量的潜在用途的小钻石，包括提高电子显微镜图像，使小小的电子产品。

建设性的吸引力

这项研究中，研究团队利用金刚烃被强烈吸引对方，通过所谓的范德华力的事实。（这种吸引力是什么使聚集到糖状晶体，这是唯一的原因，你可以看到他们用肉眼看不见的微观金刚烃）。

他们开始与最小可能金刚烃 — — 包含只是 10 个碳原子的单个笼子里 — — 和附加到每一个硫原子。在溶液中漂浮，每个硫原子与铜离子单保税。这创建基本纳米线构建基块。

构建基块然后飘向对方，金刚烃之间绘制的范德华引力，附加到纳米线的生长锥。

“多像乐高积木，他们只适合在一起在某些方面，由它们的大小和形状，”发挥了关键的作用，在合成这细小的电线和弄清楚他们如何成长的斯坦福大学研究生学生李飞华说。”清盘在中间，形成导电线芯的电线，和笨重的金刚烃伤口上外，每个构建基块的铜、 硫原子形成绝缘壳体.”

多才多艺的工具包，用于创建新型材料

团队已经使用金刚烃，使镉、 锌、 铁和银，其中包括一些长得够长，看到没有显微镜，基于一维纳米线和他们已经尝试过与实施在不同溶剂中反应和其他类型的刚性、 笼状分子，如硼。

基于镉的电线是相似材料的光电，如发光二极管 (Led)，以锌为基础的像那些在太阳能应用产品和压电发电机，将运动转化成电能使用。

“你可以想象编织那些入织物产生能量，”米洛说。”这种方法给了我们一个多才多艺的工具包在那里我们可以摆弄大量的成分和实验条件下，创建新材料与精细调谐电子性质和有趣的物理现象。”

理论家率领梅斯主任托马斯 Devereaux 建模和预测电子性质的纳米线，进行 x 射线在 SLAC 的斯坦福同步辐射比预计的要好，美国能源部办公的科学用户设备，以确定它们的结构和其他特征。