Science突破性技術(shù)：靈活能自組裝的納米管

              “要想將分子組裝成納米管，并不是一件容易的事，”猶他州立大學(xué)納米技術(shù)教授臧玲（Ling Zang，音譯）說，并未參與這一研究。但Lee和他的研究組能利用大分子中芳香環(huán)構(gòu)建所需的結(jié)構(gòu)。“這一研究組想出的這個聰明的分子設(shè)計，能高度調(diào)控動態(tài)組裝過程，”臧說。這種靈活的納米管能作為其它納米結(jié)構(gòu)的模板，Lee說。許多納米技術(shù)應(yīng)用都利用了納米粒子電或磁的特性，比如太陽能電池，但是要設(shè)計良好，還需要模板，Lee解釋說。靈活的模板也可以讓研究人員改變納米結(jié)構(gòu)的性能。例如，收縮納米管中納米粒子緊密堆積，形成導(dǎo)電性高的材料，而擴(kuò)大的納米管則使得顆粒分散，減少它們的電導(dǎo)率。到目前為止Lee的研究小組還只研究了富勒烯如何與納米管相互作用，不過研究人員已經(jīng)開始研究了一系列不同的納米粒子，甚至是蛋白，分析它們?nèi)绾卧诰o密好松弛狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。

                納米管中空結(jié)構(gòu)還具有其它的優(yōu)勢。醫(yī)學(xué)研究人員希望利用包裹有藥物的納米管，幫助靶向機(jī)體的特殊部位進(jìn)行治療，從而避免對其它部位的副作用。為了檢測這些納米管如何與內(nèi)部粒子相互作用的，Lee等人在此系統(tǒng)上加上了一個光敏感fullerene（富勒烯）分子，后者應(yīng)用范圍廣，已被用于抗腫瘤治療（對光損傷敏感的癌細(xì)胞），以及太陽能電池中。這些富勒烯是在納米管自組裝過程中加入的，因為這些分子是疏水性的。Lee和他的同事發(fā)現(xiàn)富勒烯在收縮納米管上，比擴(kuò)張納米管上包裝的更為密集，收縮納米管還會導(dǎo)致富勒烯脫離。Lee解釋說，之前的納米管是通過共價鍵或氫鍵組裝的，這令納米管靈活降低。“為了克服這種局限性，”Lee說，“我們采用了6個彎曲形分子作為循環(huán)搭建塊，構(gòu)建了六聚體”，由于相鄰分子間能滑動，因此增加了靈活性。