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半导体纳米管一根头发丝能装25万根


http://www.sina.com.cn 2006年11月01日 15:37 解放日报

  本报讯(记者 徐瑞哲 实习生 欧阳龙武)将一粒粒小细沙子排成一条笔直长线,已非易事;在这条“沙线”中挖出孔洞、做成管子,更谈何容易。但须在20万倍电子显微镜下才能看清结构的纳米晶体,却被我国科学家神奇地定向排成了直线,做成了纳米管。

  记者昨天从中科院上海硅酸盐研究所获悉,该所朱英杰研究员带领课题组,在室温常压条件下,利用常用廉价试剂,成功设计并制备出半导体“纳米管”,其外径仅200纳米,
内径小于100纳米,一根头发丝中可容纳约25万根这样的纳米管,大一点的蛋白质分子还钻不进这种管子。

  科学经验表明,把半导体管子做到纳米尺度,其作用会发生巨变。比如,在超微集成电路芯片上,半导体“纳米管”可用作不同粗细、长短的纳米导线或纳米元器件,使计算机更趋微型化,由此

笔记本电脑将可能微缩成掌上电脑。

  但做纳米管并不是做水泥管,因为根本不存在那么小的模具。科学家通常将材料“磨”成纳米级厚度的“书页”,再“卷”成纳米管。但该物理方法成本高、难度大。朱英杰等找到一种“自然天成”的生物分子辅助法。他的设计思路是:先将结合生物分子的纳米晶体排成一条纳米线,然后让另一种纳米晶体“包裹”在这根线的表面,巧妙的是,两种纳米晶体结合后会把生物分子“吃掉”,那根线消失了,内部就形成了“中空”。

  课题组经过一年多大量试验,千挑万选终于找到一种生物氨基酸———半胱氨酸,作为“分子钥匙”。在硝酸铅无色溶液中,加入“半胱氨酸”粉末和一种特殊弱碱,液体立即变成白色浑浊状,生成直径不到5纳米的含铅纳米晶体,它们会定向生长,自行排列成长达10万纳米的直线。这时,再加入硫族化合物溶液,迅速与纳米线发生化学反应,形成铅硫一体的纳米晶体,它们会乖乖地均匀依附在这条纳米线外面,并将线消耗干净。不到10分钟,纳米管做成了。

  据悉,该成果本月末发表在国际权威期刊《德国应用化学》上,被这份影响因子高达9.6的杂志给予高度评价。这一技术在红外成像、红外激光器、半导体红外探测、光敏电阻器、太阳能电池和热电器件等领域具有良好应用前景。

  《德国应用化学》杂志审稿人:这种模板方法在文献中尚属首次报道,是一项很有价值的工作。像这种多技术策略很可能引起更多专业读者兴趣,并且为探索其它化学体系提供具有启发性的观点。

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