斯坦福科學家研發出世界最細電線

【僑報記者張苗12月28日南灣綜合報道】美國國家加速器實驗室（ SLAC National Accelerator Laboratory）的科學家，近日研發出一種利用最小分子的鑽石──金剛烷，製作出直徑僅有3個原子的世界最細電線，而且在堆疊之後每一根小電線都能彼此絕緣。

斯坦福科學家研發出世界最細電線。（網路圖片）

該項研究結果刊登在最新一期的《自然材料》（Nature Material）雜誌上。研究的聯名作者、斯坦福大學材料和能源科學研究所副教授麥樂施（Nicholas Melosh）表示，這是第一次研製出如此小尺寸的電線。據稱 ，這一成果為納米技術領域帶來了巨大的希望，它為將來構建分子尺度網狀材料提供了一種技術，這種技術可用於開發更小、更高效的電子產品或發電織物。

該研究第一作者是來自中國的斯坦福博士後顏浩（音譯：Hao Yan），他說：「研究的成果表明，我們能夠製造世界上最小直徑的電線，而且它們是自裝配而成。這一過程非常簡單，僅需半個小時就能得到結果。」

斯坦福研究生Fei Hua Li（左）和博士後研究員Hao Yan（右）在實驗室。（網路圖片）

據介紹，這些鑽石電線是以組樂高的方式自動堆疊，把硫原子鏈接到鑽石上的金剛烷後，再放置入銅化物液體中，硫原子與銅原子就會相互吸引堆疊成為電線的芯線，鑽石的碳原子則在外層形成絕緣層，半小時後就能看到一堆細小的「鑽石電線」自行組成完畢。

目前這項技術雖然已經可以利用導電良好的納米電線，不過研究人員通過這次的新方法發現，人們可以自主地利用不同原子的特性，來控制鏈結的方式，製造出不同粗細的電線，且此電線內含有的金剛烷，亦可從石油中提取並分離後獲得，對於原料運用上也可說是毫無浪費。

此外，該技術不僅可用於製造硫——銅納米電線，還可使用類金剛石來製造其他類型的電線，例如鎘、鋅、鐵和銀電線。麥樂施說：「這種方法為我們提供了一個多功能的工具包，我們可以修改一些成分和實驗條件來創建具有精細可調整電子屬性的新材料。」他還說：「雖然有其它途徑也可以使原子結構自組裝，但是這項技術是首次證實能夠用一種具有良好電子性能的固體晶核製造納米電線。」

據介紹，這種針狀項鏈電線僅攜帶單向電子流。這是晶體管和其他電子產品的一個非常顯著的特性。

在亞微觀世界中，基本測量單位是納米，或十億分之一米。氫原子的直徑為十分之一納米，而人類頭髮的直徑為7萬5000至10萬納米。而用於製造這種極細電線的鑽石也同樣極微小，每顆不到十億分之一克拉。當它們集中在一起時，看上去像是白色粉末。這種鑽石可用於開發如具有奇特新特性的半導體結構的物質。

雪佛龍（Chevron）在東灣艾莫利維爾市（Emeryville）成立一家名為分子鑽石技術（Molecular Diamond Technologies）的公司，專門開發類鑽石的商業用途。該公司面料創新負責人羅賓（Randy Rubin）認為，納米技術和納米電線的潛力是無限的，使用納米技術改變纖維的分子結構，可研發出抗污、抗皺的創新織物。

該實驗室原名斯坦福直線加速器中心，現為美國能源部所屬的國家實驗室，在能源部的方案下由斯坦福大學指揮運作。