他们通过创造纳米“筛子”来证明他们的发现,这种筛子可以帮助分离分子,直到比人类头发细1万倍的前所未有的尺寸。
离子辐照对超塑性纳米尺度孔隙的塑形研究,发表于自然通讯由Morteza Aramesh博士、Mayamei Yashar博士、Annalena Wolff博士和Kostya (Ken) Ostrikov教授撰写。
来自昆士兰理工大学科学与工程学院和健康与生物医学创新研究所的Ostrikov教授说,这是利用氦离子显微镜产生的氦离子束来改变原子行为并创造新材料的可能性的一个例子。
Ostrikov教授说:“我们发现,在氦离子显微镜中产生的高能氦离子束在原子尺度上重新排列了纳米多孔阳极氧化氧化铝材料,并将其孔隙收缩到各种各样的、前所未有的微小尺寸。”
“这些微小的孔隙意味着科学家有可能将分子‘筛选’成不同大小,以单独研究它们。它可以为癌症的早期检测开辟道路,例如,通过血液测试,可以在肿瘤形成之前检测出癌症产生的DNA。
“这种新的离子辅助操作物质在最微小的长度尺度上完全改变了氧化铝的行为:当我们将适度暴露在氦离子中,它的孔隙收缩,当我们增加暴露在离子中,这种通常易碎和多孔的陶瓷变成超塑料,并获得了拉伸超过两倍而不断裂的能力。”
来自昆士兰理工学院未来环境研究所中央分析研究设施的沃尔夫博士说,这一发现将允许科学家们摆弄材料,并实时观察材料特性的变化。
沃尔夫博士说:“我们现在可以研究原子键,看看如何利用它们在纳米尺度上影响物质的操纵。”
该研究的第一作者阿拉米什博士说,对于研究人员和工程师来说,这一发现为设计未来智能材料提供了潜在的新方法。
“这种重新设计材料的新方法将帮助研究人员和工程师创造具有不同功能的新型智能材料,例如,新的药物、疾病诊断和量子计算,”Aramesh博士说。
“我们可以使用氦离子显微镜来成像几乎任何材料,并构建像DNA链一样小的结构,小到可以在一颗雨滴中容纳640亿个DNA链。
“现在我们可以在纳米尺度上观察和操纵物质,但在材料设计方面,我们只受到想象力的限制。”
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