科学家用钻石制成世界上最细的电线

科学家已经开发出世界上最细的金属丝，只有三个原子宽，由称为金刚烷的小钻石制成。

这种电线是由一串金刚烷组成的。这些金刚烷与铜和硫原子相连。他们的结合过程就像建造乐高积木。它们在纳米尺度范围内相互结合。它们独特的连接形成了一种纤维织物。这种纤维织物只能通过运动来发电。

“我们想在这里展示的是，我们可以生产出薄而导电的电线。斯坦福大学的研究员严昊说:“这种金属线可能是世界上最细的金属线，因为它的宽度正好是其组成材料的宽度。”。

“这个过程是一个简单的一锅合成法——把材料放在一起，结果会在半小时内出来。这些金刚烷化合物似乎很自然地知道它们的走向。”

请看下面的图片，你会明白严的意思。天然金刚烷储存在石油基液体中，呈现由碳和氢组成的小笼状结构。

通过所谓的范德华引力，金刚烷被紧紧地吸附在一起。也正是因为这种吸引力，每一种金刚烷都可以与另一种金刚烷连接形成一条链。

一旦每个笼状结构与单个铜原子和硫原子结合，金刚烷之间的吸引力将形成连续的线性结构。

“就像乐高积木一样，它们根据各自的大小和形状以特定的方式组合在一起，”研究员华飞·李说。

“在每个复合板的中间是铜原子和硫原子，它们形成一个导电线芯；相对而言，巨大的金刚烷包裹在外面，形成电线的绝缘外壳

这不是研究人员第一次研究具有导电能力的纳米线，但该团队表示，三原子宽的金刚烷链可能是最小的结构。

“我们已经尝试了分子自组装的其他方法。事实表明，仅仅通过平衡吸引力和排斥力之间微妙的相互作用，很难形成理想的尺寸。”在《电气和电子工程师学会频谱》中，团队成员之一尼古拉斯·梅洛什告诉德克斯特·约翰逊。

“形成一个横截面有三个原子的‘固体核心’是完美的。它小到足以证明它的独特功能，而且它能承受缺陷或拉力。在任何情况下，它都可以维持电子流动的通道。"

现在，研究人员正试图用新材料取代铜和硫原子，以测试是否可以用这种技术开发出其他类型的纳米线。

到目前为止，他们正在观察镉、锌、铁和银。这些材料如碳硼烷也有笼状结构，所以研究人员也用这些材料代替金刚烷进行实验。

导线中不同的分子类型导致导线的不同导电性，这意味着将来有一天会出现更多的导线类型，它们将被应用于不同的领域，例如用于电子设备的极细导线或具有复杂分子结构而不损失电能的超导材料。

此外，我们也可以选择压电电源设备，这是由运动。当我们的衣服上缝有足够多的纳米级电线时，谁知道我们需要多长时间才能使用电网？

“你可以想象将这些电线编织成纺织品来发电。这种方法就像给我们一个通用的工具包。我们可以随时随地用一些材料和实验条件创造新材料。这些新材料具有良好和谐的电子特性和有趣的物理现象。”梅洛在新闻发布会上说。

这项研究发表在《自然材料》杂志上。

蝌蚪工作人员从科学警报，翻译李，转载必须授权