據(jù)《科學(xué)》雜志近日刊登的一篇研究論文稱，美國康奈爾大學(xué)和芝加哥大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)明了一種可以在原子層面上無縫地“縫合”兩塊晶體的新技術(shù)，從而制造出厚度只有幾個原子直徑寬的織物材料。

在材料物理學(xué)領(lǐng)域中，把不同種類的材料融合在一起有時可以帶來各種讓人意想不到的新突破，而正是這一項核心的研究技能，促使人類制造出從摩天大樓（用鋼筋來加固混凝土）到太陽能電池（用多層材料來聚集電子）等各種各樣的科技新事物。而在電子學(xué)中，不同的材料連接時生成的異質(zhì)結(jié)是太陽能蓄電池、LED燈和電腦芯片中最基本的電子元件。兩種材料之間的接縫越光滑，電子就越容易流過，這對于電子設(shè)備的正常運作至關(guān)重要。然而，這一技術(shù)的難題是，由于材料是由晶體——原子的剛性晶格——構(gòu)成的，所以把它們連接混合在一起不是一件簡單的任務(wù)。

芝加哥大學(xué)化學(xué)教授、該研究報告的資深作者Jiwoong Park所領(lǐng)導(dǎo)的研究小組通過拼接三種不同的、僅有三個原子直徑厚度的織物形態(tài)的晶體實現(xiàn)了這一目標(biāo)。

“通常這些材料都是于不同的形成階段在迥異的環(huán)境下‘生長’出來的，我們的辦法是先在一種條件下‘培養(yǎng)’一種物質(zhì)，一段時間后讓它停止‘生長’，然后通過改變環(huán)境條件開始‘種植’另一種物質(zhì)。”Park介紹道。研究人員稱，他們用該手段生成的單層物質(zhì)是有史以來縫合銜接程度最完美的織物材料，其更為緊密平滑的過渡縫合線意味著兩塊晶格的吻合是通過一塊晶格的拉伸或延展來銜接另一個晶格而實現(xiàn)的，從而避免了在縫合線處留下孔洞或其他缺陷。

“如果你把物質(zhì)材料看作是兩種不同類型、具有不同織物經(jīng)緯密度的面料，把每一行原子看作是一根線，而我們所做的事就是試圖讓每根線彼此相連，不留下一個松散未連的線頭?！笨的螤柎髮W(xué)應(yīng)用物理學(xué)和工程物理學(xué)教授大衛(wèi)·A.穆勒（David A.Muller）說，他還是康奈爾大學(xué)卡弗里納米科學(xué)研究所的的聯(lián)席主任和該研究論文的資深作者?！巴ㄟ^使用一種新型的電子探測器——本質(zhì)上是一臺超高速、超靈敏的相機，我們成功地在原子尺度上測量了該材料在縫合部位的拉伸程度，這樣我們就可以觀測整張材料的銜接緊密程度，而且所能達到的精度小于原子間距的0.03%?！?/div>