加研制出新一代納米捕光“天線”

加拿大科學(xué)家從植物的光合作用裝置——捕光天線中汲取靈感，研制出了新一代納米捕光“天線”，它能控制和引導(dǎo)從光中吸收的能量。相關(guān)研究發(fā)表于7月0日出版的《自然·納米技術(shù)》雜志上。

特殊的納米材料“量子點(diǎn)”由美國耶魯大學(xué)的物理學(xué)家提出，其往往是由砷化鎵、硒化鎘等半導(dǎo)體材料為核，外面包裹著另一種半導(dǎo)體材料而形成的微小顆粒。這些微小顆粒能地吸收特定波長的光，然后再以特定波長光子的形式釋放出能量。

該研究的、多倫多大學(xué)的夏納·凱利和該校電子與計(jì)算機(jī)工程系教授泰德·薩金特整合了其在DNA（脫氧核糖核酸）和半導(dǎo)體研究方面的先進(jìn)成果，發(fā)明了一種通用方法，讓某些類型的納米粒子相互依附在一起，自我組裝成的納米天線復(fù)合物，并將這種由量子點(diǎn)自我組裝而成的材料命名為“人造分子”。凱利解釋道，如果半導(dǎo)體量子點(diǎn)是人造原子，那么，從理論上講，我們可以使用這些功能多樣的基本結(jié)構(gòu)研制出各種人造分子。

研究*“可以使用多種不同類型的納米量子點(diǎn)構(gòu)建出復(fù)合物”這項(xiàng)空白。加拿大納米技術(shù)研究中心的主席薩金特解釋道，研究取得成功，要?dú)w功于DNA，其非常“專一”，只愿依附于一個(gè)相配的序列上。薩金特說：“令人吃驚的是，我們的天線能自我組裝而成——我們用篩選出來的特定DNA序列包裹不同類型的納米粒子，將其整合在一起，隨后，其就按照自然規(guī)律，自我組裝成擁有特定屬性的類似于分子的納米粒子復(fù)合物。”

傳統(tǒng)天線能增加被吸收的電磁波，諸如無線電頻率的數(shù)量，接著朝一個(gè)電路釋放出能量。而的納米天線則能增加被吸收光的數(shù)量，接著將光釋放到該復(fù)合物內(nèi)特定的位置上。在自然界中，光合作用的葉子的組成成分——光捕捉天線使用的也是同樣原理。薩金特說：“與收音機(jī)和手機(jī)天線一樣，新的復(fù)合物能捕捉各種能量并將其集中到我們需要的位置。像樹葉中的捕光天線一樣，新復(fù)合物也能捕捉太陽光中所包含的各種波長的光。”

美國加州大學(xué)洛杉磯分校教授、加州納米技術(shù)研究院院長保羅·維斯表示：“這是一項(xiàng)非常重要的研究，證明我們組裝出擁有結(jié)構(gòu)、特定屬性、使用外部刺激能控制這種屬性的納米復(fù)合物的能力正在與日俱增。”