據物（wù）理學家組織網4月3日報道，為了（le）獲得燃料電池（chí）中的催化（huà）劑和普（pǔ）通電池中的電極，工程師（shī）希望能製成多孔（kǒng）的金屬薄膜（mó），爭取更大的表麵麵積（jī）以進行化學反（fǎn）應，並保有較高的導電性。而後者一直是一項令人沮（jǔ）喪（sàng）的挑（tiāo）戰。現（xiàn）在（zài），美國康奈爾大學開發出了一種新方法（fǎ），可使多孔金屬薄膜的導電性提高1000倍（bèi）。這一技術同時為製成多種可應用於工程和醫學領域的金屬（shǔ）納米結構開啟（qǐ）了大門。相關研究（jiū）報告發表在近期出版的《自然?材料》雜誌網絡版上。

      康奈爾大學材料科學（xué）和工程係教授烏利希?威斯納說，他們（men）已經借助混合加熱方法，實現了對於所產生材料的構成成分、納（nà）米結構和導電性等功能的高水平控製。新方法基於學界所熟（shú）悉的溶膠凝膠法，將一定的矽化合物和（hé）溶劑混合（hé），可（kě）自組裝出含納米級蜂窩孔洞的二氧化矽（guī）結構。研究人員所麵臨的挑（tiāo）戰就是添加金屬，以（yǐ）創造出導電的多孔結構。

      論文第一作者、現（xiàn）任美國西北大學研究員的斯科特?沃倫解釋說，在此前的實（shí）驗（yàn）中，他們發現添加少（shǎo）量金屬將破壞溶液形成凝膠的過程。而由於氨基酸分子的一端對矽具有吸引力，另一端對金屬（shǔ）具有吸（xī）引（yǐn）力，科研（yán）人員萌（méng）生了利用（yòng）氨基酸（suān）將金屬原子（zǐ）和矽原子相連的（de）想法，這可避免由相位分離引發的金屬薄膜自組裝過程中斷。

      基於上述途徑能製造出更多的金屬、矽碳納米結（jié）構，並大幅提高其（qí）導電性。矽和碳可被移除，隻留下金屬多孔結構。但矽?金屬結構即使在（zài）高溫下也能保持自己的形態，這對（duì）於製造燃料電池十分有益。沃倫同時（shí）表示，僅移除矽留下（xià）碳?金屬絡合物則提供了其他可（kě）能性，包（bāo）括可形成較大的孔洞等。

      實驗報告顯示，新方法能被（bèi）用於（yú）製（zhì）造對構成（chéng）成分和結構具高度控製水平的多種材料。科研團隊（duì）幾乎為元素周期表中的每種（zhǒng）金屬（shǔ）都製造（zào）出了一（yī）種（zhǒng）結構，配合其他化學過程，孔洞的尺寸可達到10納米至（zhì）500納米。他們同樣製造了填充金屬的矽納米粒子，小到可被人類所（suǒ）攝入和（hé）吸收，這有望應用於生物醫學領域。此外，威斯納的團隊還以製造（zào）出“康奈爾點”而聞名，其可將染料封裝在矽（guī）納米粒子中，因此溶（róng）膠凝膠工藝或也可應用於（yú）構建包含光敏染（rǎn）料的太陽能電池中。