返回上一页
石墨烯纳米带扭转方向按需切换首次实现
来源:科技日报 作者:张佳欣 2026-09-10
一条石墨烯纳米带,能不能像拧毛巾一样改变扭转方向?日本名古屋大学研究人员给出了肯定答案。据最新一期《自然·通讯》杂志报道,该校研究人员首次实现了石墨烯纳米带扭转方向的按需切换。这一成果有望为开发可调光学开关、化学传感器和自旋电子器件提供新材料。
石墨烯纳米带是一种由碳原子组成的狭长带状纳米结构。当纳米带发生扭转时,会形成类似螺旋的形态,而且向左扭和向右扭时,其光学和电子性质也有所不同。此前,研究人员虽然能制造螺旋状石墨烯纳米带,但很难让它按照需要改变扭转方向。
此次研究的关键,是一种过去被认为“不好控制”的四环螺烯单元。这些单元会在左旋和右旋两种状态之间快速变化,很难保持固定的扭转方向。但当多个单元连接在一起后,相邻单元会相互影响,倾向于朝相同方向扭转,最终形成较为统一的螺旋结构。
在此基础上,他们进一步利用溶剂控制纳米带的扭转方向。测试了6种候选溶剂后发现,来源于松树和柑橘类植物的天然化合物β-蒎烯能够发挥作用。
β-蒎烯分为两种互为镜像的分子形式,不同分子形式会让纳米带向不同方向扭转。也就是说,更换溶剂就能控制纳米带向左扭,还是向右扭。
纳米带扭转方向发生变化后,其发出的光也会随之改变,两种扭转状态会产生不同方向的圆偏振发光。这意味着,控制纳米带的扭转方向,就可以调节其光学性质。这种切换效果在-90℃时最明显,随着温度升高到室温,效果逐渐减弱。
研究人员表示,这是首次在石墨烯纳米带中实现这种可切换的圆偏振发光。这种能够根据外部环境改变扭转方向和光学性质的材料,未来有望用于光学开关、化学传感器和电子器件等领域。由于螺旋结构还可能影响不同自旋状态电子的传输,因此也有望用于自旋电子器件。
最新资讯- 最全面人类基因突变分子效应图谱发布
- 石墨烯纳米带扭转方向按需切换首次实现
- 新时代“强核报国”育人共同体在哈工程成立
- 2026年中国—中东欧国家创新合作大会开幕
- 我国西南首次发现丹尼索瓦人化石
- 新研究发现太阳活动能“操控”深海气候变化
- 风云三号G星与天气雷达网协同观测成效显著
- 政协委员为“十五五”科技创新发展履职建言
- 数字孪生工程技术人员、具身智能机器人应用技术员……
- 54国共建数字经济和绿色发展全球“朋友圈”
- 我国稀有金属绿色分离技术实现新突破
- 贵州产业升级的 "金钥匙" 在
- 植物缺磷,请细菌“帮忙” 我科学家发现植物“以碳氮
- 郭守敬望远镜:给银河系“测基因”
- 人工智能时代,文物保护如何“智”变
手机版

公众号

头条号


