科学家新研究成果:二维超分子进展达到一个新里程碑

南佛罗里达大学的科学家们在二维超分子的发展上达到了一个新的里程碑——这是纳米技术和纳米材料进步的基石。

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USF开发的超分子网格

自2004年发现世界上最薄(一原子厚)、最强(强度是钢的200倍)的石墨烯材料以来,研究人员一直致力于进一步开发类似的纳米材料,用于工业、医药和其他商业用途。由于其导电性能和强度,石墨烯可用于微电子学以增强机械材料,最近还实现了纳米粒子的精确三维成像。

虽然开发能够进一步应用的新超分子的工作已经取得了一些成功,但这些分子结构要么很小(小于10纳米),要么是任意组装的,限制了它们的潜在用途。但是现在,南佛罗里达大学科学家们新研究概述了超分子进展的一个重大飞跃。

“我们的研究团队已经克服主要超分子障碍之一,开发出了一种定义清晰的超分子结构,推动了20纳米超分子结构,”USF化学系副教授、该研究的首席研究员李晓鹏说。”这基本上是化学领域的世界纪录。”

李晓鹏和他的USF研究团队与Saw Wai Hia的团队在阿贡国家实验室和俄亥俄大学以及其他几个美国和国际研究机构合作,共同完成了这项工作。

超分子是由单个分子组成的大分子结构。不同于传统化学,侧重于原子之间的共价键,超分子化学研究的是分子之间的非共价相互作用。很多时候,这些相互作用会导致分子自组装,然形成能够执行各种功能的复杂结构。

在这项最新的研究中,该团队通过结合分子内和分子间的自组装过程,构建了一个20纳米的金属超分子六边形网格。Li说,这项工作的成功将推动人们进一步了解这些分子结构的设计原理,并有朝一日可能开发出具有新功能和特性的材料。

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