纳米级化学反应实现人工控制

材料牛注：一项最新的研究发现，通过激光加热纳米器件周围的水，产生局部的冷热区，可以控制纳米结构上特定区域的化学反应，这有利于今后大规模生产高效太阳能电池板及新型医疗传感器。

该研究成果能应用于可再生能源和医疗领域，并且有利于实现新型纳米级器件的大规模生产。

期刊Nature Communications 本周刊登了该项研究，文章题为“Spatial control of chemical processes on nanostructures through nano-localized water heating”。在文中来自格拉斯哥、俄亥俄州及马萨诸塞州三地的高校研究人员们探讨了他们是如何率先实现人工控制自制纳米结构特定区域内的化学反应。

研究表明金属纳米结构在脉冲激光辐照下会发热。该团队利用这一特性，采用脉冲激光聚焦加热周围的水，产生局部的热区和冷区。水的温度能间接影响化学反应，同时也就影响了纳米结构上分子的选择性定位。该团队已经运用这一策略成功提高了纳米传感器检测蛋白质的能力。无论是纳米尺度还是宏观尺度，这种新型空间选择性方法均能高效且高通量地控制化学反应。

来自格拉斯哥大学化学学院的Malcolm Kadodwala博士是该研究团队的带头人。

Malcolm Kadodwala博士说：“现在世界各地都能制造纳米尺度的器件。然而，实现对纳米结构特定区域上化学反应的控制，目前仍是一个昂贵且艰难的过程，并直接导致大规模生产难以进行。”

“我们找到了一种全新的方法来控制纳米尺度上的化学反应，即用激光加热纳米结构周围极少量的水来实现对化学反应的控制。相比于传统的方法，使用该方法来控制化学反应，有助于我们开发更廉价且简易的新型器件。”

“在这项研究的基础上，我们希望建成流水作业线，批量生产在厂商指定区域内具有分子材料的纳米器件。此外，这项研究也有利于今后开发更高效的太阳能电池板、新型医疗传感器等。”

本文参考链接：Breakthrough Offers Cheaper Solar Power and Medical Devices

本文有编辑部封蕾提供素材，卢天骄编译。