猜一猜，全世界最細的納米線到底有多細

材料牛注：你所能想象到的最細的線纜有多細？答案是一個原子！最近，劍橋大學和華威大學的研究人員成功將線纜縮小到了一串單一的原子（碲原子），制備出了真正的一維材料。為使碲原子穩定存在，研究人員將其固定在碳納米管中，并且他們還發現，通過改變納米管的直徑，可以控制碲的其他性質。這項研究可能會使我們將來隨身攜帶的設備變得非常小，是不是很期待呢？

雖然摩爾定律——一個單晶片上的晶體管數量每兩年左右翻一番——從20世紀60年代以來一直真實有效，但其有效性到今天就結束了。劍橋大學和華威大學的研究人員已經躍升至它的邏輯終點，將線纜縮小到了一串單一的原子。這種“極致納米線”由碲制成，實現了材料真正的一維，被壓縮在碳納米管內以保持穩定。

在我們的三維宇宙（或者四維，如果算上時間）中，材料不可能實現真正的一維或者二維，一張紙仍然有厚度，無論這個厚度有多小。但是像石墨烯這種僅有一個原子厚但仍具有高度和寬度的材料，可以在功能上是二維的。同樣的道理，這種新的納米線的寬度和高度都不超過一個原子，則可以被認為是一維的。

但問題也正是出現在這個微小的規模上。原子并不總是以科學家想要或期望的方式行事，不具備任何結構，它們傾向于分散，所以材料不能穩定存在。為了使碲原子排成一條直線，研究人員將它們注入到碳納米管中，使它們緊靠在一起，同時也不會對它們的導電性造成干擾。

這項研究的第一作者Paulo Medeiros說：“在非常小的規模上處理材料時，通常需要將材料沉積在一個表面上，但問題是這些表面往往都具有反應性。但碳納米管在化學上是非常惰性的，所以在嘗試創造一個真正的一維材料時，它們就可以幫助解決這個問題。但是，我們也僅僅是剛開始了解這些體系的物理和化學性質，仍然有很多基礎物理等待被發現。”

該團隊還發現，通過改變納米管的直徑，可以控制碲的其他性質，通常情況下碲是半導體，但是當它被緊密地壓在一起時則表現得更像是金屬。

減小導線的尺寸可以有效縮小電子電路，從而將更強大的系統壓縮進更小的手機或可穿戴設備等其他設備中。

這項研究已經被發表在期刊ACS Nano上。

原文鏈接：One-dimensional nanowires are the world's thinnest, at one atom wide

文獻鏈接：Single-Atom Scale Structural Selectivity in Te Nanowires Encapsulated Inside Ultranarrow, Single-Walled Carbon Nanotubes

本文由材料人編輯部黃亞編譯，點我加入材料人編輯部。

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