限制的力量：微小的纳米管如何挤压新材料

由华威大学和里尔大学领导的一项国际研究项目利用纳米管压缩来改变化合物的潜在化学和物理性质，创造了一种有前景的新型一维材料

在发表在《美国化学学会杂志》上的这项研究中，一种基于大型簇的化合物（Cs2Mo6Br14）在一系列碳纳米管中进行了纳米约束，其中最小的碳纳米管的测量值小至10埃，即十亿分之一米

由于纳米管如此之小，其内部尺寸小于化合物本身。在极端限制下，化合物被压缩到分解的程度（在一个称为消除的过程中），在管内产生了一种新的、更小的化合物[Mo2Br6]x

华威大学电子显微镜讲师、本文资深作者Jeremy Sloan博士说：“这项研究在两个不同方面是独特而重要的。首先，我们看到了将无机簇基材料限制在窄纳米管中是如何导致该材料在空间或受限结构极限下消除或释放其一些化学物质以形成聚合的无机化合物的。

”其次，偶然的是，无机聚合物具有1D伊辛样结构，这在统计物理学和形成铁磁阵列方面具有极大的兴趣，在原子水平的信息存储方面具有潜在的实用性。“

值得注意的是，由于这种限制效应，新化合物的物理性质也完全改变了。新的较小化合物可能具有磁性，并排列成线性聚合物（连接）结构，这可以被认为是管内的化合物“康加线”。

在康加线化合物中，每种化合物只能与其两个最近的邻居相互作用，这意味着它们就像一排条形磁铁，要么磁性地向上或向下指向。如果它们的相邻化合物转向一个方向，由于磁拉力，化合物也会受到影响而转向那个方向。

这种排列也可以被描述为1D Isi。由于每种化合物只存在于两种状态（上/下、开/关）中的一种，并且微小的变化会在系统中产生连锁反应，这种类似伊辛的二元结构非常适合激动人心的量子计算和分子电子应用我们的工作说明了将纳米材料限制在小体积内是如何深刻地改变其结构化学的，同时也创造了具有科学意义和潜在功能的新型纳米物体。“

如果纳米约束可以从根本上改变材料的行为，并导致意想不到的转变，包括获得电学和磁学性能，那么它为具有激发性能的纳米材料提供了一条有前景的合成路线