新材料如塑料般制造但像金属那样导电
美国芝加哥大学的科学家们发现了一种方法,可以制造出一种像塑料一样制造,但导电性更像金属的材料。这项研究发表在26日的《自然》杂志上,展示了如何制造一种分子碎片杂乱无章,但仍能极好导电的材料。这一突破表明了电子技术的一种全新的设计原则,可能为新型材料的发明开辟道路。
这项研究与传导性的规则相悖,对科学家来说,就像是看到一辆汽车在水面上,但仍能以每小时约100公里的速度行驶一样。研究的资深作者、芝加哥大学化学副教授约翰·安德森说,“原则上,这开启了一种全新材料的设计,这种材料具有导电性,易于成型,在日常条件下非常坚固。”
制造任何类型的电子设备,无论是智能手机、太阳能电池板还是电视,导电材料都是绝对必要的。到目前为止,最古老和最大的一组导体是金属:铜、金、铝。大约50年前,科学家们能够使用一种被称为“掺杂”的化学处理方法,制造出由有机材料制成的导体。“掺杂”是指在材料中撒入不同的原子或电子,这些材料比传统金属更灵活,更容易加工,但问题是它们不太稳定,如果暴露在湿气中或温度太高,它们可能会失去导电性。
科学家们认为,一种材料必须有内部分子笔直、有序的排列,才能有效地导电。于是,研究人员将镍原子像珍珠一样穿成一串由碳和硫制成的分子珠进行测试。
令科学家惊讶的是,这种材料很容易导电,且导电性很强。更重要的是,它非常稳定。这种新材料可以在室温下制造,还不受炎热、寒冷、潮湿以及酸碱环境的影响。
更令人惊讶的是,这种材料的分子结构是无序的。“从基本面来看,这不应该是一种金属。”安德森说,“没有一个可靠的理论来解释这一点。”
科学家们试图了解这种材料是如何导电的。经过测试、模拟和理论工作,他们认为这种材料可以形成层,就像千层面中的薄片。即使薄片横向旋转,不再形成整齐的千层面堆叠,但只要这些薄片相互接触,电子仍然可以水平或垂直移动。
安德森说:“这几乎就像是导电的橡皮泥,把它涂在适当的位置,它就会导电”。
来源:科技日报
美国芝加哥大学的科学家们发现了一种方法,可以制造出一种像塑料一样制造,但导电性更像金属的材料。这项研究发表在26日的《自然》杂志上,展示了如何制造一种分子碎片杂乱无章,但仍能极好导电的材料。这一突破表明了电子技术的一种全新的设计原则,可能为新型材料的发明开辟道路。
这项研究与传导性的规则相悖,对科学家来说,就像是看到一辆汽车在水面上,但仍能以每小时约100公里的速度行驶一样。研究的资深作者、芝加哥大学化学副教授约翰·安德森说,“原则上,这开启了一种全新材料的设计,这种材料具有导电性,易于成型,在日常条件下非常坚固。”
制造任何类型的电子设备,无论是智能手机、太阳能电池板还是电视,导电材料都是绝对必要的。到目前为止,最古老和最大的一组导体是金属:铜、金、铝。大约50年前,科学家们能够使用一种被称为“掺杂”的化学处理方法,制造出由有机材料制成的导体。“掺杂”是指在材料中撒入不同的原子或电子,这些材料比传统金属更灵活,更容易加工,但问题是它们不太稳定,如果暴露在湿气中或温度太高,它们可能会失去导电性。
科学家们认为,一种材料必须有内部分子笔直、有序的排列,才能有效地导电。于是,研究人员将镍原子像珍珠一样穿成一串由碳和硫制成的分子珠进行测试。
令科学家惊讶的是,这种材料很容易导电,且导电性很强。更重要的是,它非常稳定。这种新材料可以在室温下制造,还不受炎热、寒冷、潮湿以及酸碱环境的影响。
更令人惊讶的是,这种材料的分子结构是无序的。“从基本面来看,这不应该是一种金属。”安德森说,“没有一个可靠的理论来解释这一点。”
科学家们试图了解这种材料是如何导电的。经过测试、模拟和理论工作,他们认为这种材料可以形成层,就像千层面中的薄片。即使薄片横向旋转,不再形成整齐的千层面堆叠,但只要这些薄片相互接触,电子仍然可以水平或垂直移动。
安德森说:“这几乎就像是导电的橡皮泥,把它涂在适当的位置,它就会导电”。
来源:科技日报
【新材料如塑料般制造但像金属那样导电】科技日报:美国芝加哥大学的科学家们发现了一种方法,可以制造出一种像塑料一样制造,但导电性更像金属的材料。这项研究发表在26日的《自然》杂志上,展示了如何制造一种分子碎片杂乱无章,但仍能极好导电的材料。这一突破表明了电子技术的一种全新的设计原则,可能为新型材料的发明开辟道路。
这项研究与传导性的规则相悖,对科学家来说,就像是看到一辆汽车在水面上,但仍能以每小时约100公里的速度行驶一样。研究的资深作者、芝加哥大学化学副教授约翰·安德森说,“原则上,这开启了一种全新材料的设计,这种材料具有导电性,易于成型,在日常条件下非常坚固。”
制造任何类型的电子设备,无论是智能手机、太阳能电池板还是电视,导电材料都是绝对必要的。到目前为止,最古老和最大的一组导体是金属:铜、金、铝。大约50年前,科学家们能够使用一种被称为“掺杂”的化学处理方法,制造出由有机材料制成的导体。“掺杂”是指在材料中撒入不同的原子或电子,这些材料比传统金属更灵活,更容易加工,但问题是它们不太稳定,如果暴露在湿气中或温度太高,它们可能会失去导电性。
科学家们认为,一种材料必须有内部分子笔直、有序的排列,才能有效地导电。于是,研究人员将镍原子像珍珠一样穿成一串由碳和硫制成的分子珠进行测试。
令科学家惊讶的是,这种材料很容易导电,且导电性很强。更重要的是,它非常稳定。这种新材料可以在室温下制造,还不受炎热、寒冷、潮湿以及酸碱环境的影响。
更令人惊讶的是,这种材料的分子结构是无序的。“从基本面来看,这不应该是一种金属。”安德森说,“没有一个可靠的理论来解释这一点。”
科学家们试图了解这种材料是如何导电的。经过测试、模拟和理论工作,他们认为这种材料可以形成层,就像千层面中的薄片。即使薄片横向旋转,不再形成整齐的千层面堆叠,但只要这些薄片相互接触,电子仍然可以水平或垂直移动。
安德森说:“这几乎就像是导电的橡皮泥,把它涂在适当的位置,它就会导电”。
这项研究与传导性的规则相悖,对科学家来说,就像是看到一辆汽车在水面上,但仍能以每小时约100公里的速度行驶一样。研究的资深作者、芝加哥大学化学副教授约翰·安德森说,“原则上,这开启了一种全新材料的设计,这种材料具有导电性,易于成型,在日常条件下非常坚固。”
制造任何类型的电子设备,无论是智能手机、太阳能电池板还是电视,导电材料都是绝对必要的。到目前为止,最古老和最大的一组导体是金属:铜、金、铝。大约50年前,科学家们能够使用一种被称为“掺杂”的化学处理方法,制造出由有机材料制成的导体。“掺杂”是指在材料中撒入不同的原子或电子,这些材料比传统金属更灵活,更容易加工,但问题是它们不太稳定,如果暴露在湿气中或温度太高,它们可能会失去导电性。
科学家们认为,一种材料必须有内部分子笔直、有序的排列,才能有效地导电。于是,研究人员将镍原子像珍珠一样穿成一串由碳和硫制成的分子珠进行测试。
令科学家惊讶的是,这种材料很容易导电,且导电性很强。更重要的是,它非常稳定。这种新材料可以在室温下制造,还不受炎热、寒冷、潮湿以及酸碱环境的影响。
更令人惊讶的是,这种材料的分子结构是无序的。“从基本面来看,这不应该是一种金属。”安德森说,“没有一个可靠的理论来解释这一点。”
科学家们试图了解这种材料是如何导电的。经过测试、模拟和理论工作,他们认为这种材料可以形成层,就像千层面中的薄片。即使薄片横向旋转,不再形成整齐的千层面堆叠,但只要这些薄片相互接触,电子仍然可以水平或垂直移动。
安德森说:“这几乎就像是导电的橡皮泥,把它涂在适当的位置,它就会导电”。
【科学家研发新材料:像塑料一样弯曲,像金属一样导电】
通过将分子碎片排列得杂乱无章展现灵活性,科学家最近成功开发一种 Play-Doh 类材料,可以像塑料一样弯曲、又可以像金属一样导电,能为手机、太阳能电池板和其他设备供电。
要制造任何电子设备如:手机、太阳能电池板或电视,导电材料都必不可少。迄今为止,用途最广的导体是铜、金、铝等金属,然后约 50 年前,科学家们开始利用「掺杂」化学处理法制造由有机材料制成的导体,这种材料比传统金属更灵活、更容易加工,但缺点是不太稳定,若暴露在湿气或温度过高的环境,有机材料导体就可能失去导电性。
但从根本来说,无论有机导体或传统金属导体都有共同特征:它们由整齐、紧密排列的原子或分子组成,这代表电子可以更自由穿过材料,就像开在高速公路的汽车一样。事实上,科学家也认为材料必须具备笔直、有序的排列才能有效导电。
但前芝加哥大学研究生 Jiaze Xie(现为普林斯顿大学博士后研究员)一直在探索其他可能性。芝加哥大学团队开启了一类全新材料的制造方法,违反我们对电导率已知的所有规则:该材料像塑料一样容易成型,又能像金属一样导电,且在日常条件下非常坚固(加热、冷却、暴露潮湿环境、滴酸都不会破坏材料)。
对科学家来说最令人惊讶的是,这种由碳、硫、镍制成的材料分子结构呈无序排列;基本上,你可以将材料涂在适当的任何位置并导电,它也可于室温下制造,不像金属或典型导体材料需熔化以适应不同电子设备。
团队希望能进一步扩展新材料能力,为便携式电子产品、其他软性电子设备打开另一扇窗。新论文发表在《自然》(Nature)期刊。
通过将分子碎片排列得杂乱无章展现灵活性,科学家最近成功开发一种 Play-Doh 类材料,可以像塑料一样弯曲、又可以像金属一样导电,能为手机、太阳能电池板和其他设备供电。
要制造任何电子设备如:手机、太阳能电池板或电视,导电材料都必不可少。迄今为止,用途最广的导体是铜、金、铝等金属,然后约 50 年前,科学家们开始利用「掺杂」化学处理法制造由有机材料制成的导体,这种材料比传统金属更灵活、更容易加工,但缺点是不太稳定,若暴露在湿气或温度过高的环境,有机材料导体就可能失去导电性。
但从根本来说,无论有机导体或传统金属导体都有共同特征:它们由整齐、紧密排列的原子或分子组成,这代表电子可以更自由穿过材料,就像开在高速公路的汽车一样。事实上,科学家也认为材料必须具备笔直、有序的排列才能有效导电。
但前芝加哥大学研究生 Jiaze Xie(现为普林斯顿大学博士后研究员)一直在探索其他可能性。芝加哥大学团队开启了一类全新材料的制造方法,违反我们对电导率已知的所有规则:该材料像塑料一样容易成型,又能像金属一样导电,且在日常条件下非常坚固(加热、冷却、暴露潮湿环境、滴酸都不会破坏材料)。
对科学家来说最令人惊讶的是,这种由碳、硫、镍制成的材料分子结构呈无序排列;基本上,你可以将材料涂在适当的任何位置并导电,它也可于室温下制造,不像金属或典型导体材料需熔化以适应不同电子设备。
团队希望能进一步扩展新材料能力,为便携式电子产品、其他软性电子设备打开另一扇窗。新论文发表在《自然》(Nature)期刊。
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