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以色列科学家研发出迄今最硬有机合成材料

有机纳米结构是纳米技术的关键要素，因为这些基本材料制成的化合物可具有量身定制的化学电热水壶性质。其缺点是力学性能迄今为止仍显著低于金属纳米结构。

以色列科学家研发出迄今最硬有机合成材料

伊胡 伽吉特（EhudGazit），伊泰 柔索（ItayRousso）以及一个小组，他们来自特拉维夫大学（TelAvivUniversity）、威兹曼科学学院（WeizmannInstituteofScience）以及以色列内盖夫（Negev）的本 贾瑞安大学（Ben-GurionUniversity），他们介绍的有机纳米球坚硬得像金属。科学家在德国《应用化学》（AngewandteChemie）杂志上报告说，它们是一些令人感兴趣的成分，可制成超硬度的生物合成材料。

纳米尺度的生物结构常常具有独特的机械性能；例如，同等重量的蜘蛛丝强度是钢的25倍。迄今所知最硬的有机合成材料是聚芳香酰而拉伸实验又不可重复胺（aramids），例如凯夫拉纤维（Kevlar）。其秘密是其芳香环（aromaticring）系统的一种特殊的空间布局，及其平面酰胺键（amidebond）之间相互作用的络。新纳米球是基于一种类似的构成原理。然而，不像大型聚合物链（polymericchains），它们形成于一种自组织过程，产生于非常简单的分子，是基于芳香二肽（aromaticdipeptides）苯丙胺酸（aminoacidphenylalanine）。

采用原子力显微镜，科学家检测了纳米球的力学性能。该装置采用一个纳米针尖（悬臂），这是一个微小的弹性杆臂，末端有非常尖锐的针尖。当针尖刺向一个样品时，悬杆的偏转角度就可以表明，针尖是否可以刺进样品对象耐碱砖，能刺入多少。金属针不会对纳米球产生任何影响；只有钻石制成的针才能产生影响。研究者们利用这些测量来计算纳米球的弹性模量（杨氏模数：Young’smodulus）。这个值碳纤维使用量占车重5%是测量一种材料舞蹈的硬度。值越大，就越抵抗材料变形。利用高分辨率尼龙片的扫描电子显微镜，其中配备纳米机械手（nanom奥格斯堡大学的物理实验II将协助分析新纤维的结构与性能anipulator），就能够直接观察纳米球的变形。

对该纳米球，小组测量到非常高的弹性模量（275Gpa），高过许多金属，类似于钢的测量值。这使得这些纳米球成为到目前为止最硬的有机分子；他们甚至可能超过聚芳香酰胺。除拥有优秀的力学性能之外，这种纳米球也是透明的。这使它们成为理想的材料，可用于强化超强生物合成材料，如增强塑料植入体这样使用寿命才更长或材料，这些材料可用于牙复位、航空航天，以及其他应用，这些都需要廉价、轻质的材料，而且要具有高刚度和不寻常的稳定性。