美國杜克大學(xué)和馬薩諸塞州立大學(xué)的研究人員通過調(diào)整一種液體溶液的磁性，首次將磁性和非磁性物質(zhì)組合成了復(fù)雜的納米結(jié)構(gòu)，可用于制造先進的光學(xué)設(shè)備、包裝設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲和生物工程設(shè)備等，相關(guān)研究發(fā)表在2月19日的《自然》雜志上。

　　這項研究由杜克大學(xué)機械工程和物質(zhì)科學(xué)副教授本杰明?耶倫領(lǐng)導(dǎo)，研究人員蘭德爾?厄博說：“我們已經(jīng)證明，許多不同粒子能夠自我組合形成一個復(fù)雜的超級結(jié)構(gòu)。”

　　該納米結(jié)構(gòu)在一種由含鐵化合物組成的納米粒子懸浮液??鐵磁流體中形成，這種液體在外部磁場中會高度磁化。鐵磁流體由馬薩諸塞州立大學(xué)的巴派提亞?薩瑪塔和文森特?羅特羅制成。杜克大學(xué)的研究人員將磁場施加于包含不同類磁性或非磁性膠體粒子的液體中，這些膠體粒子被放置封存于在透明的載玻片之間，用于實時觀察這些粒子的自動集合過程。

　　厄博說：“將這些納米結(jié)構(gòu)組合起來的關(guān)鍵是調(diào)整陰極和陽極磁粒子之間的相互作用，研究人員可以通過改變?nèi)芤褐需F磁流體粒子的濃度做到這一點。”

　　耶倫他們早就能夠制造由單一粒子組成的微小結(jié)構(gòu)，這是首次得到許多粒子組合在一起的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，這些納米結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性決定了它們最終的用途。研究人員說，通過改變粒子的大小、磁性，能將許多不同類的粒子組合在一起。

　　耶倫預(yù)測，這些納米結(jié)構(gòu)可以用于先進的光學(xué)設(shè)備，例如傳感器上。在傳感器上，可以將不同的納米結(jié)構(gòu)設(shè)計成具有特定的光學(xué)性能。耶倫也預(yù)測，由金屬粒子組成的環(huán)狀物能夠被用來制造天線，并且可以作為負(fù)磁導(dǎo)率材料的組成部分。

　　耶倫相信，這個過程可以按比例提高，在大體積的反應(yīng)容器中制造大量定制的納米結(jié)構(gòu)，當(dāng)外磁場關(guān)閉的時候，這個結(jié)構(gòu)也會散開。

　　耶倫說：“組合這些粒子的磁力是可逆的。我們能夠借助化學(xué)‘膠水’來鎖住這些納米結(jié)構(gòu)，或者通過簡單地加熱讓它們分開。”