上圖是通過將陽極氧化鋁材料暴露于氦離子形成的QUT標志。
研究人員通過創造納米“篩子”來證實他們的發現,這種納米分子篩可以分離出比人類頭發尺寸細10,000倍分子。
Morteza Aramesh博士,Mayamei Yashar博士,Annalena Wolff博士和Kostya(Ken)Ostrikov教授對通過離子輻照使超塑性納米孔成形的現象進行研究,并把研究成果撰寫成報告,在Nature Communications上發表。
來自QUT科學與工程學院和健康與生物醫學創新研究所的Ostrikov教授表示,這一研究成果表明產生于氦離子顯微鏡中的氦離子束可能會改變原子行為,甚至氦離子束能夠創造出新材料。
Ostrikov教授說:“我們發現在氦離子顯微鏡中產生的一束高能氦離子將納米多孔陽極氧化鋁材料在原子級上進行重新排列,并將其孔隙的尺寸縮小到極致。”
“這些微小的毛孔意味著科學家們可能會將分子“篩”成不同的尺寸,并分別對它們進行研究。這可能為癌癥的早期檢測開辟道路,例如,通過血液檢測可以檢測到腫瘤發生前由癌細胞產生的DNA 。”
“這種通過新型的離子輔助實現對最小尺寸材料的處理方式完全改變了氧化鋁的行為:當我們對氦離子進行中等暴露時,其孔隙縮小,當對延長其暴露時間時,脆性多孔陶瓷通常會變成了超塑性材料,并且獲得了能夠在不破裂的情況下拉伸兩次以上的能力。”
來自QUT未來環境研究所中心分析研究機構的Wolff博士表示,這一發現將使科學家能夠“玩弄”材料并實時觀察材料的性質變化。
沃爾夫博士稱:“我們現在可以玩原子鍵,從而研究我們如何使用它們來影響納米級材料的操作。”
該研究的主要作者Aramesh博士表示,對于研究人員和工程師而言,這一發現為未來智能材料的開發提供了潛在的新方法。
Aramesh博士說:“這種重新設計材料的新方法將有助于研究人員和工程師開發不同功能的新型智能材料,例如新藥,疾病診斷和量子計算。”
“我們可以使用氦離子顯微鏡對幾乎所有材料進行成像,并且可以構建像DNA鏈一樣小的結構,這樣的結構非常小,以至于可以將640億個這種結構放入一個雨滴中。”
“現在我們能夠在納米尺度上觀察和處理材料,因此在材料設計上我們只受想象力的限制。” |