《自然—材料学》：自组装纳米结构性能超越骨骼 - NanoST版

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NanoST版 - 《自然—材料学》：自组装纳米结构性能超越骨骼

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s***a
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我们知道，鸟类的骨骼和树木的树干结构都经过了长期的自然进化，才达到强度和密度
的完美平衡。美国科学家最近发现，自组装纳米结构能够超越这些自然界的“鬼斧神工
”，在更加多孔的同时，又不会过于降低强度。相关论文发表在6月的《自然—材料学
》上。
进项该项研究的是美国Sandia国家实验室、新墨西哥大学、凯斯西储大学以及普林斯顿
大学的科学家。项目负责人Jeff Brinker表示，“微电子学和膜技术领域往往需要既多
孔又坚固的材料，而新的研究成果使这一切成为可能。”
所谓自组装，一般是指原子、分子或纳米材料通过非共价键作用，在衬底上自发地排列
成一维、二维甚至三维的稳定有序的空间结构。研究人员通过核磁共振、拉曼分光研究
发现，人工方法使硅薄膜结构更加多孔的同时也会使孔壁厚度变得更薄（不到2纳米）
，重新排列后的硅结构也会变得更加紧密和坚固。
此前有研究证实，自然界最优化的骨骼的强度会按照密度平方的比例发生变化，而最新
的研究表明，自组装纳米材料孔性的增加对劲度模量（stiffness modulus）的影响更
小。尤其当纳米材料的孔是立方体结构时，劲度模量会随着自身密度的平方根变化。
Br

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