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北京前沿科学技术研究院（简称“北前科学院”）成立于2016年9月，北前科学院，是由北京中科光析科学技术研究所，北检（北检）检测技术研究院，标检（北京）质量检测中心等科研单位，组建成立的独立科学科研机构，致力于前沿科学领域的研究与创新人才培养，科学技术转移孵化等，世界前沿新科学普及传播。 更多简介 +
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一种新的自组装纳米片可以从根本上加速电子、能源储存、健康和安全等领域功能和可持续纳米材料的发展
由劳伦斯伯克利国家实验室（伯克利实验室）开发的新型自组装纳米片可以显著延长消费者产品的寿命由于这种新材料是可回收的，它还可以实现一种可持续的制造方法，将包装和电子产品保持在垃圾填埋场
该团队是第一个从自组装纳米片中成功开发出多用途、高性能阻隔材料的团队11月网上报道了这一突破8期《自然》杂志
“我们的工作超越了长期以来的非科学基础，即在所有用于制造和商业应用的材料中合成纳米材料，”本次研究的首席研究员丁旭说“这真的很令人兴奋，因为这已经酝酿了几十年。”
XuisaffacultyseniorsientistinBerkeley实验室的材料科学部门，以及化学、材料科学和工程领域的专家
纳米科学创造功能材料的一个挑战是，许多几乎所有的部件都需要组装在一起，而普通材料可以变得足够大而有用虽然堆叠纳米片是将纳米材料生长到产品中的最简单方法之一，但在使用现有的纳米片或纳米片时，“堆叠缺陷”（纳米片之间的间隙）是不可避免的
伯克利实验室材料科学部博士后研究小组的研究生EmmaVargo说：“如果你用薄的平板砖来可视化构建3D结构，你会在结构的重量上留下一层，但你会在两块瓷砖上的每一层都有间隙。”Vargosaid说：“减少手术次数是很有必要的，因为手术越大，越难操作。”
新的纳米片材料完全跳过了三种叠片方法，克服了堆叠缺陷的问题相反，将已知的自组装材料的混合物与悬浮在溶剂中的成分材料的交替层混合在一起，形成小颗粒为了设计该系统，研究了纳米颗粒、小分子和基于嵌段共聚物的大分子的复合混合物，所有这些都可以在商业上获得
OakRidgeNationalLaboratories的PalationNeutronSource的实验有助于在早期和后期对婴儿自身组件进行粗略的研究当溶剂蒸发时，小颗粒聚结并同时形成粗糙的嵌入层，然后固化为致密片在这种情况下，多层的理论层是同时存在的，而不是通过内部的串行过程堆积起来的这些小部件需要短距离的组织和闭合间隙，以避免更大的“瓷砖”出现问题，并且它们之间不存在任何合适的间隙
根据徐之前的一项研究，有新的研究表明，将纳米复合材料结合起来，可以形成多种多样性和化学性质的“构建块”，包括复合聚合物和纳米颗粒，不仅可以适应冲击，还可以释放系统的熵，即徐团队必须分配材料构建块的材料混合的有序性
新闻研究建立在这项早期工作之上研究人员预测，当前研究中使用的复合材料可能具有两个理想的特性：除了提供高强度的功率来同时驱动自组装和一组快速的纳米片外，他们还预计，新的纳米片系统将受到不同表面化学的最小影响他们推断，这将使同一混合物在各种表面上形成保护屏障，如电子设备的玻璃屏幕或聚酯口罩
演示新2D纳米片的易组装性和高性能
考虑到阻隔涂层材料在几种不同应用中的性能，研究人员列举了该国一些最佳研究设施的帮助
在ArgonneNationalLaborator的先进光子源的实验中，研究人员将两个弱组件聚集在一起，并量化它们的迁移率和每个组件的移动范围，以生成功能材料
基于这些定量研究，研究人员通过将聚合物、有机小分子和纳米粒子的稀释溶液应用于各种基质——聚四氟乙烯膜、聚酯膜、厚硅膜和薄硅膜、玻璃和微电子器件的原型——来制备载体涂层，然后控制污垢的形成
BerkeleyLab's Molecular Foundry的透射电镜实验表明，通过溶剂蒸发的方法，200多个缺陷密度很低的叠层纳米片的有序结构已经自行组装到基底上研究人员成功地制造了一种厚度为100纳米、孔和间隙较少的纳米片，这使得这种材料在防止水蒸气、挥发物或有机化合物以及电子通过方面特别有效
Molecular基金会的其他实验表明，这种材料具有很大的铁电潜力，这是一种绝缘的“电子屏障”材料，通常用于能源储存和计算机应用的电容器
在与伯克利实验室能源技术领域的研究人员的合作中，宣团队证明，当材料被用于多孔Teflonmanes（一种用于制造防护面罩的常用材料）时，它可以有效地过滤挥发性或有机成分，从而降低室内空气质量
在实验室的最后一次实验中，研究人员发现，这些材料可以溶解并重新铸造，以产生新的载体涂层
既然他们已经成功地展示了一种策略，即用一种特殊的材料为各种工业应用合成一种令人满意的功能材料，那么他们就必须对材料的可回收性进行微调，并为其曲目增加颜色可调性（目前为蓝色）
其他记者有马，李，张庆腾，权俊，凯瑟琳Evans，XiaochenTang，维多利亚时代Tovmasyan，JasmineJan，AnaCArias，HugoDestaillats，IvanKuzmenko，JanIlavsky，Wei RenChen，WilliamHeller，RobertO里奇和刘
来源:
Materials provided by
DOE/Lawrence Berkeley National Laboratory. Original written by Theresa Duque.
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参考:
2024-01-20
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