科學家創造出最薄的電線，只有3個原子寬！

這是什麼？ 給螞蟻用的電子嗎？

科學家開發出最薄的電線，使用稱為鑽石型結構(diamonodoid)的微片鑽石，做出只有三個原子寬的電線。

這條電線以奈米規模結合在一起，非常像是分子樂高(LEGO)，由附著到硫原子和銅原子的一串鑽石型結構所製成；而且它們連接的獨特方式，可以導致一種布料的產生，這種布料透過簡單地移動就能產生電力。

來自史丹佛大學(Stanford University)的研究員Hao Yan說 ：「我們在這裡所展示的是，我們能夠做出有可能是最小尺寸的細微導電線，實質上是它們自我組合。」

「這個過程是一個簡單的一鍋合成法(one-pot synthesis)。你把原料倒在一塊，然後在半小時內就可以得到結果，幾乎就好像鑽石知道它們要到哪裡去。」

這個自然存在於石油液體中的鑽石型結構，像是籠子般的小結構，是由碳和氫所組成。

經由所謂的凡德瓦力(van der Waals force) ，它們彼此強烈吸引；而且由於這種吸引力，每個鑽石型結構在鏈條中一個接著一個排列著。

一旦這些籠狀物一個個結合到單個銅原子和硫原子上，在這些鑽石型結構之間的吸引力形成一個持續的線狀結構。

研究員Fei Hua Li說 ：「很像樂高積木，它們只以特定方式結合在一起，而這些方式取決於它們的尺寸和形狀。」

「每個結構單元的銅原子和硫原子在中間纏繞，形成電線的導電芯，而較大的鑽石型結構在外部纏繞，形成絕緣外殼。」

這不是第一次研究人員致力於開發可以導電的奈米電線 ，但是研究小組表示，三個原子寬的鑽石型結構鏈有可能是最小的結構。

研究小組的一位成員尼古拉斯·梅洛許(Nicholas Melosh)告訴電機電子工程師學會綜覽雜誌(IEEE Spectrum)的德克斯特·強生(Dexter Johnson)：「有嘗試過其他的分子自組方法，但要平衡吸引力和排斥力之間微妙相互作用，來達到你想要的大小，已經證明是非常困難的。」

「達到三個原子橫截面的"實芯(solid core)"是理想的，它小到可以呈現獨特的功能。但由於仍然有一條路徑讓電子流動，因此可以容忍個別的缺陷或應變(strain) 。」

史丹佛直線加速器中心(SLAC)國家加速器實驗室

研究人員正在實驗新材料來代替銅和硫，來看看以同樣的技術能夠創造出其他什麼種類的奈米線。

目前他們正在研究鎘、鋅、鐵和銀，也在實驗其他的籠子形式，例如以碳硼烷(carborane)來取代鑽石型結構。

依據導線核心所使用的分子種類，會得到不同的導電性，可以在將來有廣泛的應用。 例如用於電子產品的極小電線，或是超導材料。 由於錯綜複雜的分子結構，超導材料在導電時不會造成任何損耗。

另一項選擇是壓電(piezoelectric)能量裝置， 從動作中來產生電力 。 以足夠的這種奈米線縫進衣服，誰知道我們可以減少電網多少負擔？

梅洛許在一份新聞稿中說：你可以想像把它們編織成布料來產生能量。

這種方法給了我們一個多功能工具包，我們能夠修補很多的原料和實驗條件，以微調的電子特性和有趣的物理學，來創造出新的材料。

這項研究成果報導於自然材料(Nature Materials)期刊 。