麻省理工学院开发出比钢强的自组装纳米带

麻省理工学院（MIT）的科学家开发了一种“自组装”的机器人。

纳米带从自然界中汲取了一些灵感，并形成了合成纤维凯夫拉尔。

他们说这种纳米带比钢强。

结实的。

科学家说，这些新材料具有其独特的特性和制造方法，可以找到从水过滤到为电子设备供电的各种用途。

关于“自组装”的灵感的一部分。

纳米带来自分子可以自组装成膜或自然界中其他重要结构的方式。

但是，使用工程化分子来重现这种情况并不简单。

科学家们通过允许他们在水中自组装获得了一些成功，但这也是他们以前遇到的麻烦。

“这些基于小分子的材料往往会很快降解”。

麻省理工学院材料科学与工程系助理教授朱莉娅·奥托尼（Julia Ortony）解释说。

并且它们的化学性质也是不稳定的。

当您除去水时，整个结构会崩溃，尤其是当施加任何形式的外力时。

几年来，Ortony和她的团队一直在研究一类新的小分子，他们希望解决这些缺点，现在他们找到了解决方案。

这些分子的特征在于，外部是亲水的并且喜欢与水相互作用，而内部是疏水的并且不喜欢与水相互作用。

中间有一个强烈的凯夫拉尔启发的氢键，使它们能够与水相互作用。

其他分子紧密结合。

该团队经过反复试验后提出了该公式，涉及数十种分子设计，但发现该公式是最合适的。

这是因为疏水和亲水链段的微妙混合以及密集的氢键网络使每个分子在水中以正确的方式运动，因为某些部分被液体吸引，而其他部分则被排斥，即使所有分子彼此平等。

加水时，分子将自身组装成只有纳米厚的长条带，发现这些条带比钢强。

然后，这些色带被拉成长线，可以干燥和加工，研究小组发现它们可以承受自身重量的200倍。

这种材料的表面积也非常高，达到每克材料200平方米。

“这种高的表面质量比为通过较少的材料进行更多的化学反应为技术的小型化提供了希望”。

该研究的第一作者TyChristoff-Tempesta解释说。

这些类型的高表面积材料具有巨大潜力的领域之一是水净化。

麻省理工学院的团队探索了这些可能性，方法是将某些分子涂在条带中，然后用它们将重金属（例如铅和砷）从受污染的水中拉出。

科学家们仍在研究碳带如何构成高级电子设备和电池的一部分，但他们指出，这项研究仍处于早期阶段。

“我们很高兴看到我们对分子结构的修饰确实被分子的集体行为所放大，从而创造出具有极强机械性能的纳米结构”。

奥托尼说。

“下一步是找出最重要的应用程序。

这将是令人兴奋的”。

这项研究发表在《自然纳米技术》杂志上。

负责编辑AJX