新的超级图书方法已被证明对快速发现新材料很有用

来源:上海新型纳米材料 发布时间:2019-01-02 点击次数:

新材料的发现定义了不同的文明,因为新材料促进了新的能力。然而,传统上,确定特定应用的最佳材料——催化剂、光捕获结构、生物诊断标签、药物和电子设备是一项缓慢而艰巨的任务。选择几乎是无限的,因为特别是在纳米尺度上(纳米是十亿分之一米),材料的性质——光学、结构、电、力学和化学——即使是在固定的成分下也会发生显著变化。
    
     本周发表在《美国国家科学院院院刊》(PNAS)上的一项新研究支持西北大学开发的一种革命性的新工具的有效性,这种新工具可以快速测试数百万(甚至数十亿)纳米颗粒,以确定特定用途的最佳结果。
    
     西北大学纳米技术研究及其应用领域的世界领导者Chad A.Mirkin说:当我们使用传统的方法识别新材料时,我们几乎不接触可能的表面。这项研究提供了概念证明——一种发现科学的有效方法。
    
     新工具以一种非常可控的方式利用纳米颗粒的组合或巨大的库(组合库是在表面特定点编码的系统不同结构的集合)。这些库是使用Mirkin的聚合物笔光刻(PPL)技术创建的,该技术依赖于具有数十万个Pyr的阵列。酰胺尖(数据元素集)沉积不同尺寸和组成的单个聚合物点,每个点在表面上含有不同的感兴趣的金属盐。加热后,这些点还原为金属原子,形成固定组成和尺寸的单个纳米颗粒。
    
     在小范围内,我们在发现高通量材料方面创造了两个优势,Mirkin说,他是Wilberg的George B.Rathmann文理学院的化学教授。他是McCormick工程学院的化学和生物工程、生物医学工程和材料科学与工程教授;执行主任。西北大学国际纳米技术研究所(IIN)的Tor。首先,我们可以将数以百万计的功能打包成一平方厘米的面积,从而创建迄今为止最大和最复杂的库。其次,通过以小于100纳米的规模工作,大小可以成为库参数。例如,在催化场中,大多数作用都在这个长度范围内。
    
     这项新研究是西北大学IIN和空军研究实验室的合作伙伴,是美国空军西北大学先进生物可编程纳米材料卓越中心的一部分。该团队使用一种称为ARES的大规模原位拉曼光谱筛选技术来识别将Au3cu(一种金铜化合物)作为合成单壁碳纳米管的新催化剂。(Ares由空军研究实验室材料与制造委员会柔性材料与技术研究小组组长Benji Maruyama和空军研究实验室研究科学家Rahul Rao开发。实验室和UES公司。)
    
     碳纳米管是一种比钢轻、柔韧、强度大的分子材料,用于储能、药物输送和添加剂,以提高许多塑料材料的性能。筛选过程可以在不到一周的时间内完成,比传统的筛选方法快数千倍。
    
     这项研究的共同作者Maruyama说,我们能够快速最大化生产出最好的纳米管,比使用传统方法要快得多。结果表明,我们可能拥有最终的发现工具,即材料发现的潜在改变者。
    
    


相关推荐: