“导电橡皮泥”可能预示着新型材料的出现

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美国的一个团队创造了一种材料,它像塑料一样柔韧,但像金属一样导电,改变了我们对导电性的认识。

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芝加哥大学的研究人员发现,这种材料的分子结构混乱无序,这表明它应该是一种不良导体。良导体通常由排列整齐、紧密排列的原子或分子组成,使电子可以很容易地穿过材料。没有这些特性的导电材料挑战了导电性的基本原理,并可能标志着材料科学的范式转变。工作是发表在自然

芝加哥大学(University of Chicago)化学副教授、该研究的资深作者约翰·安德森(John Anderson)说:“从原则上讲,这开启了一种全新材料的设计,这种材料可以导电,易于成型,在日常条件下也非常坚固。”

该研究的第一作者谢家泽最先发现了这种物质,谢家泽在芝加哥获得博士学位后,现就职于普林斯顿大学。谢在几年前就开始用一些被发现的材料做实验,但大部分都被忽视了。他把镍原子像珍珠一样串成一串由碳和硫组成的分子珠,然后开始测试。令科学家们惊讶的是,这种材料能轻易且强力导电。更重要的是,它非常稳定。

安德森实验室的工作人员。——John Zich/芝加哥大学

谢说:“我们加热、冷却它,把它暴露在空气和潮湿中,甚至往上面滴酸和碱,但什么都没有发生。”“从本质上说,它为一种极其重要的材料技术组提供了新的可能性。”

谢、安德森和他们的实验室与该大学的其他科学家合作,试图了解这种材料是如何导电的。经过测试、模拟和理论工作,他们假设这种材料可以形成层,就像千层面上的薄片一样。即使薄片横向旋转,不再形成整齐的堆叠,只要薄片接触,电子仍然可以水平或垂直移动。

安德森说:“这几乎就像导电的培乐多——你可以把它压在适当的地方,它就能导电。”

该团队目前正在探索这种材料可能产生的不同形式和功能。

“我们认为我们可以把它做成2D或3D,让它变得多孔,甚至可以通过添加不同的链接或节点来引入其他功能,”谢说。