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二维超分子是使纳米技术和纳米材料的发展成为可能的基础

南佛罗里达大学的科学家在二维超分子的开发中达到了一个新的里程碑,二维超分子是使纳米技术和纳米材料的发展成为可能的基础。

自2004年发现石墨烯以来,研究人员一直在努力开发类似的纳米材料,以用于工业,制药和其他商业用途。石墨烯是世界上最薄(单原子厚)且最坚固(比钢强200倍)的材料。由于石墨烯的导电性能和强度,它可以用于微电子学中以增强机械材料,并且最近实现了对纳米颗粒的精确3D成像。

尽管开发能够进一步应用的新型超分子的工作取得了一些成功,但这些分子的形成要么很小(小于10纳米),要么任意组装,限制了它们的潜在用途。但是现在,发表在《自然化学》上的新研究概述了超分子技术的巨大进步。

南佛罗里达大学化学系副教授,该研究的首席研究员李小鹏说:“我们的研究团队已经克服了主要的超分子障碍之一,开发出了明确的超分子结构,可以推动20纳米尺度的发展。” 。“这本质上是该化学领域的世界纪录。”

USF开发的超分子的分子模型。图片来源:南佛罗里达大学

Li和他的USF研究团队一起,与Argonne国家实验室,俄亥俄州大学的Saw Wai Hia团队以及其他美国和国际研究机构合作。

超分子是由单个分子组成的大分子结构。与专注于原子之间的共价键的传统化学不同,超分子化学研究分子自身之间的非共价相互作用。很多时候,这些相互作用导致分子自组装,自然形成能够执行多种功能的复杂结构。

在这项最新研究中,该团队能够通过结合分子内和分子间自组装过程来构建20 nm宽的金属超分子六角形网格。李说,这项工作的成功将使人们进一步了解控制这些分子形成的设计原理,有一天可能会导致开发出具有尚未被发现的功能和特性的新材料。

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