美国利用新技术获得树枝状晶体纳米棒

美国利用新技术获得树枝状晶体纳米棒

    美国伦斯乐多科理工学院研究人员17日表示，他们开发出一种生长晶体纳米棒，并能采用生物分子表面活化剂来控制纳米棒的形状。利用该技术有望获得更小更有效的散热泵和其他利用热能发电的装置。

    研究人员介绍说，利用新技术生成的纳米棒由碲化铋和单晶硫化铋两种单晶材料组成，碲化铋形成的纳米棒核镶嵌在硫化铋形成的中空圆柱壳内。此外，在合成晶体的过程中，通过细心控制温度、时间和生物分子表面活化剂的用量，他们获得了带有“树枝”结构的纳米棒。

    伦斯乐多科理工学院未来能源系统中心主任、材料科学和工程教授拉曼纳斯表示，过去人们成功地实现了独立生成“树枝”状纳米结构以及核－壳状（内核和外壳）纳米结构的纳米晶体材料。现在利用生物分子表面活化剂，他们首次开发出了合成含有“枝杈”的复合纳米棒的方法。

    大多数包括核－壳的纳米结构通常需要多个步骤才能合成。新的研究结果表明，人们能够采用单一的步骤就能同时达到相同的目的。阿罗普·泊卡亚斯萨曾作为博士后研究生参与了项目的研究，他认为，总体上讲，单步骤合成方法的出现是实现大规模复合纳米材料合成的一个十分重要的进展。

    由于核－壳纳米棒具有引人注目的特性，因此人们希望今后能利用核－壳纳米棒为发电开发新的纳米级热生电装置，以及纳米电子设备中散热点所需的纳米级散热泵。拉曼纳斯表示，新技术生成的纳米棒能帮助实现散热和热生电两个十分重要的属性。纳米棒的核－壳结构有助于将电器产生的热能带走或利用热能发电，“树枝”结构则有可能组装出用于纳米导线散热的微小导管。

    研究人员发现，在高温或低量生物分子表面活化剂———L－glutathonicacid（LGTA）的条件下，新的合成方法能够获得极规则的“树枝”状纳米棒结构；而在低温或高量表面活化剂的条件下，只能收获没有“树枝”的纳米棒。