什么是金纳米薄膜？

什么是金纳米薄膜？

来自芝加哥大学、北京大学、魏茨曼科学研究所和美国能源部的研究人员首次直接测量了纳米薄膜的弯曲阻抗。他们的研究为研究人员提供了一种新的简单方法来测量纳米材料在弯曲和拉伸状态下的阻抗，同时也为通过控制阻抗来制造纳米物体提供了新的可能性。
该研究小组通过使用金薄膜来进行研究。“这就像一张纸，只是厚度只有一张纸的千分之一。如果你在桌子的边沿放置一张纸，它会发生弯曲。这种金色的纳米薄膜也有着相同的行为，只是如果要达到相同的厚度，其阻抗则将是纸张的数百倍。”Heinrich Jaeger说。
“全世界的研究人员都在寻找方法将超薄纳米材料制备成稳定的三维物体。这样的挑战是，当薄膜非常薄的时候，如何将二维的薄膜变成三维的形状。你需要找到性能更好的薄膜，而许多的纳米薄膜也许已经具备了这样的性能。”Jaeger说。
该团队的发现的关键是发现了制备金薄膜的新方法，这种方法可以将其蜷成纳米卷轴，且可以测量这种卷轴弯曲时的阻抗。这种金纳米卷是在含碳屏上由悬浮流体上的金纳米粒子的自组装形成的。当流体干了之后，金薄膜就悬浮在上边，就像一个纳米的鼓膜覆盖在屏幕的圆孔上。当这层持续变干，且更紧实之后，这层膜就会自动卷起来形成一个中空的管。
该小组研究发现，纳米薄膜在弯曲和拉伸条件下的阻抗可通过一个实验来计算，这种实验通过使用原子力显微镜来测量沿着单层膜长度方向的阻抗，而之前的研究中都需要两个分开的实验来完成——一个测量拉伸阻抗，一个测量弯曲阻抗。
由于这种测试仅仅以弹性理论与管的几何尺寸为基础，Wang认为，这种测量方式应该在很多材料和尺寸规模方面都有很重要的应用，从纳米尺寸到微型管再到宏观物体等。“仅仅由一个纳米粒子层厚的超薄片具有非常独特的机械性能。该研究为在纳米尺度独立控制材料拉伸和弯曲条件下的阻抗提供了新的方法。因此通过控制材料弯曲和拉伸特性来开发新型纳米材料和纳米器件的想法应该是可行的。”
该研究发表在《纳米快报》杂志上。