一種由北卡羅萊納州立大學(xué)（NCSU）的科學(xué)家們使用分子模板所研發(fā)的、在美國(guó)能源部所屬之布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室用全國(guó)同步加速器光源進(jìn)行測(cè)試的新材料，是一種約比人類發(fā)絲直徑小千倍的納米粒子，在沿著有機(jī)硅烷表面形成密度以梯度遞減的材料。

    該材料可望成為一系列在電子學(xué)、化學(xué)及生命科學(xué)方面具有多樣應(yīng)用的開端。

    為制造該種材料，科學(xué)家們首先在長(zhǎng)方形的硅石表面調(diào)制一層極薄的有機(jī)硅烷。該NCSU小組領(lǐng)導(dǎo)人Genzer解說，此分子頭狀部分粘合于表面而尾狀部份伸出，起了如同等待黃金納米粒子附著其上的釣鉤作用。一些由靠近表面一端之出處以蒸氣形態(tài)垂直射出的分子，隨著離出處距離的增加而以遞減的密度緩慢沉降于表面上，而產(chǎn)生了具有梯度的分子模板。接著將此材料浸泡于含有每一粒子涂上一層具負(fù)電荷化學(xué)物質(zhì)的黃金納米粒子溶液中。于此溶液中，有機(jī)硅烷分子的尾狀部分帶有正電荷，因而具負(fù)電荷的黃金粒子附著于具反相電荷的尾狀部分下方。

    Genzer表示，此方法的特殊部分是一些粒子依循了由有機(jī)硅烷粘性基團(tuán)所提供的預(yù)先設(shè)計(jì)的化學(xué)模板。操控下方模板的技巧，令我們得以調(diào)制出有梯度而具改變特性的納米粒子結(jié)構(gòu)物。有梯度的結(jié)構(gòu)物的主要優(yōu)點(diǎn)是，多數(shù)結(jié)構(gòu)物能被結(jié)合于單一基質(zhì)上，而被用來供作高產(chǎn)能的加工處理。譬如，能為被用來作為催化劑的納米粒子簇進(jìn)行試驗(yàn)的化學(xué)家們節(jié)省時(shí)間。

    共同研發(fā)人Fischer表示，由不同數(shù)量組成的納米粒子簇能被置于單一表面上，且于化學(xué)反應(yīng)中，科學(xué)家們能僅測(cè)試此表面一次，而無(wú)需個(gè)別地重復(fù)每一簇的反應(yīng)。這種材料也能作為偵測(cè)對(duì)納米粒子具特定親合力的物種傳感器使用，或作為選擇特定尺寸的粒子篩選裝置。

    Bhat及其同僚們目前正就具不同粘性的物質(zhì)與納米粒子之類似材料的屬性進(jìn)行探究。他宣稱，此研究極為新穎乃至于適合此種材料的潛在應(yīng)用仍有待探索。