導電性能可調(diào)節(jié)的電阻絲

發(fā)布日期：2017-12-02 作者：點擊：

我們常見的導線有鐵芯的、銅芯的以及目前被認為導電性能最好的銀芯的，但無論它們的那一種，它們的導電性能，也就是我們常說的電導率都是固定不可變的?，F(xiàn)在，由復旦大學先進材料實驗室的周剛副研究員與美國亞利桑那州立大學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用于納米器件的開發(fā)，比如生物醫(yī)療中的納米機器人、數(shù)碼通訊領域的納米芯片等等，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電可控性性能，它可以用來設計納米級電子設備，提高設備在生化傳感、遠程通訊、計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)療機器人，可以進入到我們普通的外科手術(shù)無法達到的地方，為我們現(xiàn)在很多疑難雜癥的治療帶來希望，同時可以大大降低病人的痛苦；由于設備導電性能的可控性，將使我們的遠程通訊變得更精準可靠，再也不用擔心遠程通信信號的問題；利用單分子電阻絲制成的納米級計算機處理器、存儲器和顯示器，將使我們的計算機體積大大縮小，到時薄如一張紙的計算機、手機，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。在許多其它的領域中，單分子電阻絲，由于其特殊的性能，也一定會帶來該領域重大的革新作用。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分子 ladder-type pentaphenylene制成的。它的導電性可變原理是源于這種有機分子空間結(jié)構(gòu)的特殊性。有機分子的導電性能的強弱，與其有機分子空間結(jié)構(gòu)中的側(cè)向耦合作用密切相關。側(cè)向耦合作用越強，導電性能越好。研究小組設計的這種有機分子與普通有機分子相比，它的側(cè)向耦合效應非常明顯，隨著軌道耦合作用越強，導電率能提高10倍。因此，我們可以從改變這種有機分子的側(cè)向耦合作用入手來設計分子，實現(xiàn)分子器件的導電性微調(diào)，為我們將來設計分子器件提供了非常好的技術(shù)支持。當電子設備小到分子水平，分子的電學性能和機械性能就成為關鍵因素。充分開發(fā)分子的電學性能和機械性能，根據(jù)特殊需要可開發(fā)出新型分子器件，為將來實現(xiàn)納米級分子芯片奠定了基礎。