新的自組裝納米芯片有望從根本上加快功能性和可持續(xù)納米材料的開發(fā)，可用于電子、能源儲存、健康和安全等領(lǐng)域。該納米芯片是由美國勞倫斯伯克利國家實驗室組開發(fā)的，可以明顯延長消費品的保質(zhì)期，新材料可以回收，實現(xiàn)可持續(xù)制造。雜志《自然》8日在網(wǎng)上報道了這一突破事實。

為了制造功能性材料，納米科學(xué)的挑戰(zhàn)之一是將小零件聚集在一起，使納米材料能夠發(fā)揮功能。積累納米芯片是將納米材料制作成產(chǎn)品的最簡單的方法之一，但使用現(xiàn)有的納米芯片時，“堆疊缺陷”（納米芯片之間的間隔）是不可避免的。

新的納米芯片材料完全跳過了串行堆疊片材的過程，克服了其缺陷。他們把已知的小粒子自我組裝的材料和替代材料混合在溶劑上。為了設(shè)計該系統(tǒng)，研究者們使用了復(fù)雜的混合物，包括上市的納米粒子、小分子和超分子的分段復(fù)合體。

該實驗表明，溶劑蒸發(fā)時，由200多個納米芯片組成的高度有序的層狀結(jié)構(gòu)（缺陷密度非常低）自動組裝在基板上。研究小組還成功地將每一個納米片制作成100納米厚，幾乎沒有洞和縫隙，因此材料在防止水蒸氣、揮發(fā)性有機化合物和電子通過上特別有效。

研究表明，這種材料作為電解質(zhì)具有巨大的潛力。電介質(zhì)是一種絕緣的“電子勢單元”材料，常用于能量存儲和計算應(yīng)用的電容器。在涂上多孔聚四氟乙烯膜（制造防護(hù)口罩的常用材料）時，可以很有效地過濾揮發(fā)性有機化合物。此外，這種材料還可以重新溶解或澆鑄，以產(chǎn)生新的隔離涂料。

既要納米材料的“極小”特性，又要如何使它符合各種設(shè)備的大小？納米材料不是橡皮泥，組裝后也一直存在縫隙現(xiàn)象。但是，目前科學(xué)家已經(jīng)成功地從單一的納米材料中組裝出適合各種工業(yè)應(yīng)用的多功能材料。另外，再利用和鑄造的再利用過程不僅意味著更環(huán)保，還意味著更好的可塑性，可以進(jìn)行微調(diào)來改善應(yīng)用的范疇。