激光网3月5日消息，受大自然的启发，纳米技术研究人员已经确定“自发曲率”是决定超薄人造材料如何转化为有用的管状、扭曲和螺旋的关键因素。
对这一过程的更多理解 - 模仿一些种子荚在自然界中如何打开 - 可以解锁一系列新的手性材料，这些材料比人类头发细1000倍，有可能改善光学，电子和机械设备的设计。
手性形状是不能叠加在镜像上的结构，就像你的左手是右手的镜像，但不能完美地放在它上面一样。
由微小分子诱导的自发曲率可用于改变薄纳米晶体的形状，受晶体宽度、厚度和对称性的影响。
这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上，由法国国家科学研究中心的成员及其位于悉尼大学的ARC激子科学卓越中心的同事进行。
想象一下，一张纸在浸入溶液中时，会在没有任何外力的情况下扭曲或卷曲成螺旋。这类似于某些薄材料在纳米尺度上发生的情况。
研究人员发现，当某些类型的半导体纳米片涂有一层称为配体的有机分子时，它们会卷曲成复杂的形状，包括管状、扭曲状和螺旋状。这种转变是由配体施加到纳米片顶部和底部表面的不同力驱动的。
这一发现的意义在于能够通过了解配体和纳米片表面之间的相互作用来预测和控制这些纳米片的形状。
这项研究的灵感来自于观察螺旋结构普遍存在的自然现象，从我们细胞中的DNA到种子荚的自发扭曲。这些结构具有独特的特性，在材料科学中非常理想，因为它们在力学、电子学和光学领域的潜在应用。
纳米片具有形成螺旋结构的能力，以及由于量子约束而具有出色的光学特性，是创造具有特定特性的新材料的主要候选者。这些可能包括选择性反射光、以新颖方式导电或具有独特机械性能的材料。
这项研究的意义是相当大的。通过提供一个框架来理解和控制纳米片的形状，科学家们有了一种新的工具来设计具有精确调整特性的材料，用于从先进电子到响应式智能材料等技术。
例如，纳米片可以被设计成响应环境条件改变形状，为适应和响应周围环境的材料铺平道路。这可能会在创造更高效的传感器方面取得突破。
此外，该研究暗示了创造材料的可能性，这些材料可以以最小的能量输入在不同形状之间切换，这一特征可用于开发纳米级新形式的致动器或开关。
