利用客分子輔助三維自組裝
- 上線日期：2010/12/17 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
英國研究人員宣稱，首度在表面實現人工三維奈米結構的自組裝(self assembly)。自組裝是一種「由小作大」(bottom-up)來製備奈米結構的方式，操作簡單快速，而且不需要昂貴的設備或極端的條件。不過在此之前，這類組裝只能在二維實現，用來製備簡單的週期性結構，，製造更複雜的結構仍是目前奈米技術的主要目標之一。
諾丁漢(Nottingham)大學的Neil Champness與Peter Beton等人最近成功地讓分子從表面向上及向外自組裝，關鍵在於在表面上引入一個客分子("guest" molecule)。隨後添加的主分子("host" molecule)會自發地排列在客分子周圍，形成穩定的層狀結構。Champness打比方說，這就像是把一堆磚塊拋入空中，它們掉下來後會自動形成一間房子；以往扮演「磚塊」的分子只能形成扁平的結構。
諾丁漢團隊使用碳60(巴克球)作為客分子，他們將碳60引入以主分子四羧酸(tetracarboxylic acid)分子陣列定義圖形的表面，這些四羧酸分子構成的奈米孔陣列是以氫鍵穩定，並可選擇性捕獲其他如碳60之類的簡單分子。
由於碳60是球狀結構，四羧酸分子會圍繞著它自組裝，形成三維網絡。Champness指出，該技術是一種在分子四周建立額外層狀結構的全新技術。自組裝過程也是可逆的，例如可藉由添加如多苯(coronene, 又名 superbenzene)之類的平面分子來取代碳60。他表示，這項研究成果開闢了製備日益複雜且組織可控制的分子排列之可能性。這意味著分子間的交互作用不論是磁性、光學或電子都可被控制，而某些交互作用的控制對於許多應用極為重要。
該團隊現在希望推廣其工作，組裝遠離表面的較大陣列，並加入功能性，例如磁場和電子的特性。Champness表示，這項技術最後可能會用來製造具有感測及資料存儲潛力的新材料， 但這類應用來日方長。詳見近期的Nature Chemistry | doi:10.1038/nchem.901。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/44480
譯者:邱鈺芬(逢甲大學材料科學與工程系)
責任編輯:蔡雅芝
- 相關附件: