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圖片來源：©SCIENCE |
新的研究表明，科學家可以誘導微小的金屬顆粒自組裝成能夠導電並自我修復的微觀導線。特拉華大學的 Kevin D. Hermanson 和他的同事在最新一期的《科學》雜誌上發表了他們的發現，他們認為這種奈米線可能對溼電子和生物電路有用。
研究人員將直徑為 15 至 30 奈米的金顆粒放置在兩個電極之間薄腔室內的流體懸浮液中。當對電極施加交流電壓時，顆粒首先聚集在一個電極的尖端，然後開始穿過液體向另一個電極生長。團隊成員 Orlin Velev 表示，這一發現非常令人驚訝，考慮到“在交流電場中，水性金屬奈米顆粒預計不會發生任何事情，因為這些微小顆粒之間的力非常小。” 導線自行組裝，無需化學反應或焊接——Velev 補充說，這在微型化方面是一個優勢。此外，科學家報告說，當電流過高並導致導線燒燬時，它們會自發修復。移除交流電壓後，它們也保持完好無損。
接下來，該團隊嘗試控制導線的生長。他們發現，在電極之間的間隙中放置導電碳漆島會導致導線向島嶼生長並跨越缺口（參見影像）。作者寫道，這些物體會在電場中產生梯度並影響導線的生長。影響導線生長的其他變數包括電場強度和顆粒濃度，兩者都必須超過最小值才能使導線自組裝。作者總結說：“這項研究的一個有希望的方面是，有可能在水環境中以環境條件快速簡單地建立電氣連線。”