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多用途可回收納米片面世

發布時間：2023-11-10 00:00:00來源：青島市科技局點擊：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納米材料的開發，可用于電子、能源存儲、健康和安全等領域。該納米片由美國勞倫斯·伯克利國家實驗室團隊開發，可顯著延長消費品的保質期，由于新材料是可回收的，還能實現可持續制造。《自然》雜志8日在線報道了這一突破。

　　利用納米科學來制造功能材料的一個挑戰是，要將許多小部件聚集在一起，以便納米材料能夠“長得”足夠大以發揮作用。雖然堆疊納米片是將納米材料生長成產品的最簡單方法之一，但在使用現有納米片時，“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。為了設計該系統，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雜混合物。

　　實驗顯示，當溶劑蒸發時，由200多個堆疊納米片組成的高度有序的層狀結構（缺陷密度非常低）已在基底上自行組裝。團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、揮發性有機化合物和電子通過方面特別有效。

　　研究表明，該材料作為電介質具有巨大潛力。電介質是一種絕緣“電子勢壘”材料，常用于儲能和計算應用的電容器中；而當該材料用于涂覆多孔聚四氟乙烯膜（一種用于制造防護口罩的常見材料）時，它還可以非常有效地過濾掉揮發性有機化合物；此外，該材料可重新溶解和鑄造，以產生新的阻隔涂層。

【總編輯圈點】

　　既想要納米材料“極微小”的特性，又想要它符合各種設備的尺寸，怎么做呢？納米材料不是橡皮泥，組裝后一直存在間隙問題，但現在，科學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應用的多功能材料。此外，這種材料可重新溶解、鑄造的回收過程，不但意味著它更環保，也意味著它的可塑性良好，允許進一步微調，以改善應用范疇。

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