導(dǎo)電性能可調(diào)節(jié)的電阻絲

發(fā)布日期：2017-12-02 作者：點(diǎn)擊：

我們常見的導(dǎo)線有鐵芯的、銅芯的以及目前被認(rèn)為導(dǎo)電性能最好的銀芯的，但無論它們的那一種，它們的導(dǎo)電性能，也就是我們常說的電導(dǎo)率都是固定不可變的?，F(xiàn)在，由復(fù)旦大學(xué)先進(jìn)材料實(shí)驗(yàn)室的周剛副研究員與美國亞利桑那州立大學(xué)Nongjian Tao 教授合作開發(fā)出的一種新型單分子電阻絲，將電阻絲的導(dǎo)電性調(diào)控變?yōu)榭赡?。該研究成果被刊發(fā)在最新一期Nature雜志《自然-納米科技》（Nature nanotechnology）上。

　　這種突破性的新型電阻絲有望廣泛應(yīng)用于納米器件的開發(fā)，比如生物醫(yī)療中的納米機(jī)器人、數(shù)碼通訊領(lǐng)域的納米芯片等等，使我們現(xiàn)在不能解決的許多技術(shù)難題得以解決。利用單分子電阻絲的導(dǎo)電可控性性能，它可以用來設(shè)計(jì)納米級電子設(shè)備，提高設(shè)備在生化傳感、遠(yuǎn)程通訊、計(jì)算存儲等多方面的能力。利用單分子電阻絲制成的納米級醫(yī)療機(jī)器人，可以進(jìn)入到我們普通的外科手術(shù)無法達(dá)到的地方，為我們現(xiàn)在很多疑難雜癥的治療帶來希望，同時(shí)可以大大降低病人的痛苦；由于設(shè)備導(dǎo)電性能的可控性，將使我們的遠(yuǎn)程通訊變得更精準(zhǔn)可靠，再也不用擔(dān)心遠(yuǎn)程通信信號的問題；利用單分子電阻絲制成的納米級計(jì)算機(jī)處理器、存儲器和顯示器，將使我們的計(jì)算機(jī)體積大大縮小，到時(shí)薄如一張紙的計(jì)算機(jī)、手機(jī)，將使我們的辦公、娛樂變得異常便捷。抽出一張紙一樣的電腦，你便可以自由辦公，再也不會有每天攜帶笨重電腦的苦惱。在許多其它的領(lǐng)域中，單分子電阻絲，由于其特殊的性能，也一定會帶來該領(lǐng)域重大的革新作用。猶如觸摸屏技術(shù)的發(fā)展，給我們現(xiàn)在的數(shù)碼領(lǐng)域帶來的巨大變革。我們完全有理由相信不久的將來，單分子電阻絲技術(shù)也一定會帶來一項(xiàng)全新的技術(shù)革命，改變我們生活的方方面面。

　　那么這種單分子電阻絲如何讓做到改變同一根電阻絲的導(dǎo)電性能的呢？區(qū)別于我們常見的金屬電阻絲，這種單分子電阻絲是由一種新型的有機(jī)分子 ladder-type pentaphenylene制成的。它的導(dǎo)電性可變原理是源于這種有機(jī)分子空間結(jié)構(gòu)的特殊性。有機(jī)分子的導(dǎo)電性能的強(qiáng)弱，與其有機(jī)分子空間結(jié)構(gòu)中的側(cè)向耦合作用密切相關(guān)。側(cè)向耦合作用越強(qiáng)，導(dǎo)電性能越好。研究小組設(shè)計(jì)的這種有機(jī)分子與普通有機(jī)分子相比，它的側(cè)向耦合效應(yīng)非常明顯，隨著軌道耦合作用越強(qiáng)，導(dǎo)電率能提高10倍。因此，我們可以從改變這種有機(jī)分子的側(cè)向耦合作用入手來設(shè)計(jì)分子，實(shí)現(xiàn)分子器件的導(dǎo)電性微調(diào)，為我們將來設(shè)計(jì)分子器件提供了非常好的技術(shù)支持。當(dāng)電子設(shè)備小到分子水平，分子的電學(xué)性能和機(jī)械性能就成為關(guān)鍵因素。充分開發(fā)分子的電學(xué)性能和機(jī)械性能，根據(jù)特殊需要可開發(fā)出新型分子器件，為將來實(shí)現(xiàn)納米級分子芯片奠定了基礎(chǔ)。