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      科學(xué)家們提出了空心多殼結(jié)構(gòu)的新特性
      
			
      
				2020-02-14 09:41:24
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      中國拼圖球是一種華麗的裝飾藝術(shù)品，由多個(gè)相互獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的同心貝殼組成。在最近的十年中，中國科學(xué)家提供了一種通用的方法來制造概念上類似的納米尺度結(jié)構(gòu)，稱為空心多殼結(jié)構(gòu)(HoMS)。
      

      科學(xué)家們提出了空心多殼結(jié)構(gòu)的新特性
      

      由中國科學(xué)院過程工程研究所(IPE)的王丹教授領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究提出了一種新的概念，即HoMS中的時(shí)空排序和動(dòng)態(tài)智能行為。它于2月11日發(fā)表在《自然評論化學(xué)》上。
      

      與單殼空心球或納米顆粒不同，HoMS在從能量轉(zhuǎn)換和存儲到催化的領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用，因?yàn)樗苊饬思{米顆粒的容易團(tuán)聚，保持了有效表面積的優(yōu)勢，并有利于質(zhì)量傳遞。
      

      在他們工作的第一階段，該小組開發(fā)了一種用于制造HoMS的簡便的順序模板方法(STA)。這種方法實(shí)現(xiàn)了對殼數(shù)，厚度，距離和小面暴露的精確控制，從而調(diào)節(jié)了表面性質(zhì)和HoMS材料的界面。
      

      具體來說，多殼將空間分成各種相對隔離的子空間。同時(shí)，每個(gè)殼上的異質(zhì)孔促進(jìn)了小分子的傳輸。
      

      Wang說：“當(dāng)分子或電磁波通過HoMS擴(kuò)散時(shí)，它會經(jīng)歷一系列固定的環(huán)境，并且在每個(gè)環(huán)境中花費(fèi)可控的時(shí)間。” “基于對結(jié)構(gòu)屬性關(guān)系的理解，我們將HoMS的這一特定特征稱為“時(shí)空排序”。”
      

      有趣的是，在藍(lán)細(xì)菌的天線系統(tǒng)中，以一定順序加載不同的天線色素以實(shí)現(xiàn)光能的順序收集，這是自然時(shí)空排序的示例。這種特殊的結(jié)構(gòu)確保了快速，精確的途徑來積累大量的氧氣，從而延長了氧氣的使用壽命。
      

      Wang說：“受自然界的啟發(fā)，我們相信獨(dú)特的結(jié)構(gòu)表明HoMS在順序電磁波收集，級聯(lián)催化反應(yīng)，持續(xù)藥物釋放和混合能量存儲技術(shù)中的應(yīng)用前景廣闊。”
      

      該小組還提出了另一個(gè)有希望的主張：在多個(gè)化學(xué)環(huán)境中具有隔離空間的HoMS可以表達(dá)動(dòng)態(tài)智能行為。
      

      通過化學(xué)修飾，HoMS可以結(jié)合靶標(biāo)，并且還可能在所需的時(shí)間自我進(jìn)化以具有所需的特性，這在化學(xué)工程和生物化學(xué)領(lǐng)域?qū)⑹欠浅Ｐ枰摹?/p>
			

			
        
      
			
      
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