科技日报北京11月8日电 （记者张梦然）一种新的自组装纳米片有望从根本上加速功能性和可持续纳米材料的开发，可用于电子、能源存储、健康和安全等领域。该纳米片由美国劳伦斯·伯克利国家实验室团队开发，可显著延长消费品的保质期，由于新材料是可回收的，还能实现可持续制造。《自然》杂志8日在线报道了这一突破。
利用纳米科学来制造功能材料的一个挑战是，要将许多小部件聚集在一起，以便纳米材料能够“长得”足够大以发挥作用。虽然堆叠纳米片是将纳米材料生长成产品的最简单方法之一，但在使用现有纳米片时，“堆叠缺陷”（纳米片之间的间隙）是不可避免的。
新的纳米片材料通过完全跳过串行堆叠片材的方法克服了缺陷。团队将已知可自组装成小颗粒的材料与交替的成分材料层混合在一起，悬浮在溶剂中。为了设计该系统，研究人员使用了市售纳米颗粒、小分子和基于嵌段共聚物的超分子复杂混合物。
实验显示，当溶剂蒸发时，由200多个堆叠纳米片组成的高度有序的层状结构（缺陷密度非常低）已在基底上自行组装。团队还成功地将每个纳米片制成100纳米厚，几乎没有孔和间隙，这使得该材料在防止水蒸气、挥发性有机化合物和电子通过方面特别有效。
研究表明，该材料作为电介质具有巨大潜力。电介质是一种绝缘“电子势垒”材料，常用于储能和计算应用的电容器中；而当该材料用于涂覆多孔聚四氟乙烯膜（一种用于制造防护口罩的常见材料）时，它还可以非常有效地过滤掉挥发性有机化合物；此外，该材料可重新溶解和铸造，以产生新的阻隔涂层。
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