在晶體的生長過程中，納米粒子是否能夠充當“人造原子”，成為構建複雜（zá）分子結構的（de）積木？這一（yī）理論一直存在（zài）爭議。美國能源部勞倫（lún）斯伯克（kè）利國家實驗室的一項研究或能解決上述爭論，並為（wéi）未來的能量轉換和儲存設備發展指明方向。相關研究報告發表在近日出版的《科（kē）學》雜誌上。

      該實驗室材料科學部（bù）門的科研人員利用透射電子顯微鏡和先進的液體池處理（lǐ）技術，對由鉑、鐵納米粒子構成的納米棒的生長軌跡進行了實時觀測。成像分辨率可達半（bàn）埃（光譜（pǔ）線波長單位），比單個氫原子的直徑還要短。觀測結果有力地支持了納米粒子在晶（jīng）體生長中充當“人造原子”角色的理（lǐ）論。

      在觀測中，納米粒子會由定（dìng）向（xiàng）附著開始，在溶液中形成（chéng）彎曲的多晶鏈，並逐（zhú）漸排（pái）列起來，首尾相連形成能延展至單個（gè）晶體納米棒的細長納米線（xiàn），其長度厚（hòu）度比可達40∶1。由此可見，在納米晶體（tǐ）的生成過程中，納米粒（lì）子鏈和納米（mǐ）粒子為構建納米棒提供了基本的（de）建築模塊，整個流（liú）程十分巧妙而高效（xiào）。此前（qián），類（lèi）似的觀測通（tōng）常隻限於晶體生（shēng）長的前幾分（fèn）鍾，而新研究能夠有效延長（zhǎng）這一（yī）時間達數小時，可謂在納米粒子生長（zhǎng）軌跡觀測方麵取得的重大（dà）進展。

      研究人員表示，之所以選擇鉑、鐵納米棒作為（wéi）研究對象，是因為電催化材料有望應用於下一代的能量轉換和存儲（chǔ）設備。研究具有不同形狀、結構的膠狀（zhuàng）納米晶體生（shēng）長的關鍵在於長（zhǎng）久保持觀察窗內的液態環境，以使反應能夠完全發生。他們在有機溶劑中（zhōng）溶解鉑、鐵的分子前體，利用毛細（xì）管壓（yā）促使生長溶液（yè）進（jìn）入氮化矽液體池中，並利（lì）用環氧樹脂膠密封。科研人員強（qiáng）調（diào），對於液體池（chí）的密封十分重要，可使池內的（de）液體不至於變粘。一旦液體粘滯，就將阻礙納米粒子的相互作用，從而抑（yì）製晶體的生長。而在之前的（de）研究中，這一情況時有發生。

      根據研究（jiū）人員的觀測（cè），單個納米粒子（zǐ）僅會存在於晶體生長的初始，隨後（hòu）其將被短鏈的（de）納米粒子所取代，並最終形（xíng）成長鏈（liàn）的納米（mǐ）粒子。這在單個分子和（hé）分層的納米結構（gòu）之（zhī）間搭設了橋梁，也為合（hé）理設計出具有可控特性的納米材料鋪平了道路。