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多用途可回收納米片面世

發(fā)布時間：2023-11-10 00:00:00來源：青島市科技局點(diǎn)擊：0 返回列表

       科技日報北京11月8日電 （記者張夢然）一種新的自組裝納米片有望從根本上加速功能性和可持續(xù)納米材料的開發(fā)，可用于電子、能源存儲、健康和安全等領(lǐng)域。該納米片由美國勞倫斯·伯克利國家實(shí)驗室團(tuán)隊開發(fā)，可顯著延長消費(fèi)品的保質(zhì)期，由于新材料是可回收的，還能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)制造。《自然》雜志8日在線報道了這一突破。

 
　　利用納米科學(xué)來制造功能材料的一個挑戰(zhàn)是，要將許多小部件聚集在一起，以便納米材料能夠“長得”足夠大以發(fā)揮作用。雖然堆疊納米片是將納米材料生長成產(chǎn)品的最簡單方法之一，但在使用現(xiàn)有納米片時，“堆疊缺陷”（納米片之間的間隙）是不可避免的。
 
　　新的納米片材料通過完全跳過串行堆疊片材的方法克服了缺陷。團(tuán)隊將已知可自組裝成小顆粒的材料與交替的成分材料層混合在一起，懸浮在溶劑中。為了設(shè)計該系統(tǒng)，研究人員使用了市售納米顆粒、小分子和基于嵌段共聚物的超分子復(fù)雜混合物。
 
　　實(shí)驗顯示，當(dāng)溶劑蒸發(fā)時，由200多個堆疊納米片組成的高度有序的層狀結(jié)構(gòu)（缺陷密度非常低）已在基底上自行組裝。團(tuán)隊還成功地將每個納米片制成100納米厚，幾乎沒有孔和間隙，這使得該材料在防止水蒸氣、揮發(fā)性有機(jī)化合物和電子通過方面特別有效。
 
　　研究表明，該材料作為電介質(zhì)具有巨大潛力。電介質(zhì)是一種絕緣“電子勢壘”材料，常用于儲能和計算應(yīng)用的電容器中；而當(dāng)該材料用于涂覆多孔聚四氟乙烯膜（一種用于制造防護(hù)口罩的常見材料）時，它還可以非常有效地過濾掉揮發(fā)性有機(jī)化合物；此外，該材料可重新溶解和鑄造，以產(chǎn)生新的阻隔涂層。
 
　
【總編輯圈點(diǎn)】
 
　　既想要納米材料“極微小”的特性，又想要它符合各種設(shè)備的尺寸，怎么做呢？納米材料不是橡皮泥，組裝后一直存在間隙問題，但現(xiàn)在，科學(xué)家成功演示了如何從單一納米材料，輕松組裝成適合各種工業(yè)應(yīng)用的多功能材料。此外，這種材料可重新溶解、鑄造的回收過程，不但意味著它更環(huán)保，也意味著它的可塑性良好，允許進(jìn)一步微調(diào)，以改善應(yīng)用范疇。

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