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科學技術：鏤空納米粒子
圖片來源：Pixabay
美國聖路易斯華盛頓大學的研究人員首次利用光鏤空雕刻納米粒子，在微尺度下成功製備了中空的氧化亞(ya) 銅晶體(ti) 。相關(guan) 研究發表在《材料化學》（Chemistry of Materials）雜誌。論文的通訊作者、化學家布賴斯·薩德勒（Bryce Sadtler）表示，這項研究的應用前景很廣闊，可以用於(yu) 開發低價(jia) 高效的固碳反應催化劑，還可以促進顯微成像等技術的發展。
薩德勒表示，這種光鏤空工藝不僅(jin) 需要可見光源，還對反應體(ti) 係（溶液）的pH（堿性）和電位有嚴(yan) 格的要求。氧化亞(ya) 銅微晶所帶電子在光照射下被激發，與(yu) 銅離子結合後形成銅原子。新形成的銅原子不再與(yu) 氧氣成鍵結合，而是跳躍到晶體(ti) 表麵形成一層金屬銅外殼，阻斷晶體(ti) 的部分區域與(yu) 外界溶液的接觸。
氧化亞(ya) 銅的多麵晶體(ti) 結構決(jue) 定了它表麵各處的溶解行為(wei) 有所不同：一些麵的原子結構有利於(yu) 長出保護層。而那些“裸露”在外的表麵會(hui) 快速溶解，最終形成表麵幾何形態規整的中空殼層結構。這與(yu) “鑽石的切割方式”有著異曲同工之妙，因為(wei) 可選擇的方式都很有限。在鑽石加工中，切割必須沿著晶麵的方向。
薩德勒表示，中空晶體(ti) 表麵積大、形狀特殊，它的價(jia) 值不止於(yu) 提高固碳反應的效果，在別的領域也有作用。例如，目前的顯微成像技術可以很好地分辨出固體(ti) 的晶態材料，但是對於(yu) 生物分子的識別就顯得吃力。按照薩德勒的說法，如果用這種中空材料能將血樣或者尿樣中的有機分子包圍起來，就有可能增強信號，從(cong) 而識別原來難以探測的分子。研究人員還擴大了研究範圍，發現鐵和錳氧化物等物質的光反應強度也很大，這一發現有望用於(yu) 氫燃料電池技術的研發。
撰文：勒托·薩普納（Leto Sapunar）
翻譯：羅廣楨
文章來源：環球科學
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