據(jù)PhysOrg網(wǎng)1月3日消息，美國(guó)普林斯頓大學(xué)的科學(xué)家塞爾瓦托·托雷多教授正試圖建立有關(guān)納米技術(shù)的新理論。如果這一想法實(shí)現(xiàn)，它將給計(jì)算機(jī)以及電信產(chǎn)業(yè)帶來(lái)深遠(yuǎn)影響。

    托雷多教授在2005年11月25日的權(quán)威雜志――《物理綜述通訊》上發(fā)表文章指出，通過(guò)調(diào)控納米微粒間相互作用的機(jī)理，可以用數(shù)學(xué)建模的方法設(shè)計(jì)納米構(gòu)型。這對(duì)于大多數(shù)科學(xué)家來(lái)說(shuō)都是相當(dāng)驚人的主張。

    納米技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)工藝是通過(guò)“試驗(yàn)－改正－再試驗(yàn)”的循環(huán)過(guò)程得到新的化學(xué)結(jié)構(gòu)，讓材料成分以自然狀態(tài)相互反應(yīng)，再研究生成的物質(zhì)是否有使用價(jià)值。利用這樣的“自我組裝”原理，分子構(gòu)建模塊不能以固定的模式拼接在一起。只有在正確的情況下，分子模塊才會(huì)自發(fā)的排列成大的有組織的結(jié)構(gòu)。

    托雷多教授和他的研究小組采用自然界沒(méi)有的另一種方法，他們叫做“反統(tǒng)計(jì)力學(xué)”。而且他們不采用傳統(tǒng)納米技術(shù)的那種“試驗(yàn)－更正－再試驗(yàn)”的工藝。托雷多教授認(rèn)為，如果采用現(xiàn)有的技術(shù)，科學(xué)家要進(jìn)行無(wú)數(shù)次試驗(yàn)，還可能得不到想要的造型。他的研究小組從想要構(gòu)建的納米結(jié)構(gòu)的*藍(lán)圖開(kāi)始。他說(shuō)，如果將納米材料想象成一幢房子，我們?cè)O(shè)計(jì)房子的組成，當(dāng)材料隨機(jī)混合在一起，它們能以預(yù)先設(shè)計(jì)的模式自己組裝成想要的房子。

    托雷多教授還解釋說(shuō)，如果把納米顆粒想象成散落在桌子上的硬幣，當(dāng)從側(cè)面擠壓時(shí)，就會(huì)正常的自組裝成一種三角晶格模式。但是通過(guò)優(yōu)化“微�！钡南嗷シ磻�(yīng)，托雷多教授可以使他們自組裝成完全不同的模式――蜂房晶格。為研制這種蜂房晶格結(jié)構(gòu)，研究人員采用“優(yōu)選法”技術(shù)，應(yīng)用數(shù)學(xué)方法使發(fā)明創(chuàng)造效率更高。
    
    為什么這種蜂房晶格模式更重要？蜂房晶格是三維鉆石晶格的二維類似物。自然發(fā)現(xiàn)的鉆石由碳原子自組裝形成，經(jīng)歷一種“定向結(jié)合”過(guò)程，這種過(guò)程實(shí)驗(yàn)室很難實(shí)現(xiàn)。研究人員用“非定向結(jié)合”過(guò)程創(chuàng)造模式，這在以前被認(rèn)為是不可能的。它的優(yōu)點(diǎn)使得試驗(yàn)材料學(xué)家能夠更靈活的創(chuàng)造有用的結(jié)構(gòu)。

    下一步，托雷多教授及其同事希望利用膠體微粒在實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)他們的理論。盡管托雷多教授還是個(gè)理論物理學(xué)家，他的想法對(duì)納米結(jié)構(gòu)用于傳感器、電子和航天領(lǐng)域都有深遠(yuǎn)意義。目前他正在計(jì)劃進(jìn)行這項(xiàng)工作的實(shí)驗(yàn)室研究，綜合包括靜電力、聚合作用、DNA連接、范德華力等不同類型的相互作用力。

    這項(xiàng)研究得到了美國(guó)能源部基礎(chǔ)資源研究辦公室的資助。 

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