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研究人員開發了一種新技術，用于制作納米級項鏈，這種項鏈基于穿在聚合物主干上的微小星形結構。該技術可以提供一種從半導體，磁性，鐵電和其他可以提供有用納米級特性的材料生產混合有機 - 無機烤羊肉串結構的新方法，到目前為止，研究人員已經制作了多達55個納米級的納米項鏈。

基于模板的方法通過活性聚合技術生長兩親性蠕蟲狀二嵌段共聚物，其中聚合物結構用作納米反應器，其基于各種前體材料形成橫向連接的納米晶體結構。納米盤的平均直徑約為10納米，厚度為4納米，相距約2納米，佐治亞理工學院材料科學與工程學院教授林志群表示：“我們的目標是制定一種非傳統但強大的策略，用于生產各種有機 - 無機混合烤羊肉串。” “這是制作這些不尋常結構的一般技術。現在我們已經證明了它，我們相信我們可以使用幾乎無窮無盡的材料來制作這些納米項鏈。

一維納米項鏈可以具有光學，電子，光電，傳感和磁性應用。迄今為止，研究人員已經研究出了硒化鎘（CdSe），鈦酸鋇（BaTiO3）和氧化鐵（Fe3O4）的結構，但相信許多其他材料 - 包括金 - 也可以使用，該技術開始于由α-環煳精，由六個葡萄糖單元組成的環狀低聚糖制成的包合復合物的形成。在中心中空的α-環煳精在已建立的自組裝過程中自身纏繞在聚乙二醇（PEG）鏈上。α-環煳精帶有螺紋的聚合物主鏈被較大的封端劑封端以保留微小結構。

每個α-環煳精具有18個羥基（OH）基團，其可通過酯化過程轉化為溴（Br）基團。然后在溶液中從這些溴基團生長二嵌段聚合物“納米線”結構。由聚（丙烯酸） - 嵌段聚苯乙烯（PAA-b-PS）組成，蠕蟲狀二嵌段共聚物由親水的內聚（丙烯酸）（PAA）嵌段和外聚苯乙烯（PS）嵌段組成。是疏水的。

因為在每個α-環煳精上生長如此多的二嵌段，它們的擁擠會拉伸聚合物主鏈，最后，金屬離子前體優先摻入由蠕蟲狀二嵌段共聚物納米反應器的內部PAA嵌段占據的空間中，形成晶體。這些水晶連接曾經獨立的結構，形成納米項鏈 - 類似于微小的蜈蚣，我們驚訝地發現這些納米烤肉串使用蠕蟲狀二嵌段共聚物作為納米反應器生長成單一的無機結構，”林說。“在透射電子顯微鏡成像下，你會看到納米盤狀的烤肉串結構周期性地位于拉伸的聚合物shish上。

透射電子顯微鏡圖像清楚地顯示了納米盤狀烤肉串，因為它們由具有高電子密度的材料制成。然而，連接PEG shish沒有顯示，因為它是單鏈并且其電子密度小得多，Lin的研究小組最初對這些結構的形成感到驚訝，該研究小組預計將生產類似于納米棒或納米線的結構。但是，中國寧波大學的團隊成員Yuci Xu進行的模擬證實了他們在實驗中觀察到的結構的形成。模擬還允許預測將產生的結構尺寸，基于模擬，我們可以理解這種納米項鏈式結構的生長機制，”林說。“這種納米項鏈的布置非常適合模擬。模擬和實驗很吻合，這增加了我們對結構的理解。”

隨著他們的成長技術的展示，研究人員現在想要描述微小結構的特征并建立潛在的應用。雖然尚未對這些進行研究，但Lin認為，基于半導體材料的結構可能具有電子應用，其中電子穿過相鄰的納米盤，這種方法的重要性在于，您可以制作什幺材料，并且不限制您可以設計的結構的尺寸和形狀，”他說。“這種納米反應器方法可能有很多潛在的有利特征，Lin說，存在形成納米項鏈結構的其他技術，但沒有一種技術使用類似的模板和納米反應器方法。

在未來的工作中，Lin的小組計劃檢查他們構建的結構的屬性，測試其他潛在的材料，并檢查可能適合的應用程序。雖然之前已經研究過單個納米盤的性質，但它們的集體相互作用可能提供一些潛在的獨特性質，這篇論文代表了在納米尺度上形成混合有機 - 無機烤羊肉串的有趣證明，”林說。“我們渴望更多地了解他們可能擁有的獨特屬性，并探索潛在的應用。
（責任編輯：fqj）