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纳米粒子结合又有新方式 类似沙雕原理由温度和磁场控制

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摘要:沙粒和纳米粒子在普通人眼里,或许只是一些小到连肉眼都看不清的小颗粒,但日前来自美国的一组科学家却受到海边常见的沙堡和沙雕的启发,创造出了一种全新的纳米粒子结合方式。这项来自美国北卡罗来纳州立大学和北卡罗来纳大学教堂山分校的研究发现,磁性纳米粒子能将自己包裹在一层油液“外套”当中,并能在水中通过独特的毛细管“桥梁”结合起来,形成特定的纳米粒子链条。

纳米粒子结合又有新方式 类似沙雕原理由温度和磁场控制

美国北卡罗来纳州的研究人员开发出了一种新技术,能在液体中将纳米粒子组装成细丝(左)。这些细丝能够在断裂后(中)重新组装(右)。

这些链条对温度极其敏感:当温度从45摄氏度降低到15摄氏度后,这些纳米粒子之间的链条就会变脆继而断裂,纳米粒子也会分散开来;而如果将温度重新升高,并施加一定的外部磁场,这些链条又会神奇地再次形成。

负责此项研究的北卡罗来纳州立大学化学和生物分子学教授奥尔林·威勒夫解释称,这个过程就像是用湿润的沙子来制作沙堡和沙雕。在沙子当中加入一定比例的水,就能将细小的沙粒结合起来,让它们具有一定的可塑性。纳米粒子也是如此,由于油和水不会融合,在水中身着油液“外衣”的纳米粒子之间能通过毛细管桥梁结合起来。外部磁场则能控制这些纳米链条,让其按照科学家们设想的方向生长。

换句话说,这种材料能根据温度的变化作出响应,具有一定的柔性和弹性。威勒夫说,该技术能让液体中的纳米颗粒之间形成灵活可控的连接,未来有望借此开发出带有柔性接头的微型机器人或是带有磁性和自我修复功能的凝胶。相关论文发表在最近出版的《自然·材料学》杂志上。

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