石墨烯纳米带扭转方向按需切换首次实现

IT时代网9月10日消息，据科技日报报道，日本名古屋大学研究人员首次实现了石墨烯纳米带扭转方向的按需切换，成果发表于最新一期《自然·通讯》。石墨烯纳米带是由碳原子组成的狭长带状纳米结构，发生扭转时会形成类似螺旋的形态，且向左扭与向右扭时光学和电子性质不同。

此前研究人员虽能制造螺旋状石墨烯纳米带，却很难按需要改变扭转方向。此次研究的关键是一种过去被认为难以控制的四环螺烯单元，多个单元连接后会相互影响、倾向朝相同方向扭转，最终形成较统一的螺旋结构。在此基础上有研究人员利用溶剂控制扭转方向，测试 6 种候选溶剂后发现，来源于松树与柑橘类植物的天然化合物 β-蒎烯能够发挥作用，其互为镜像的两种分子形式会让纳米带向不同方向扭转。

扭转方向变化后，发出的光也随之改变，两种状态产生不同方向的圆偏振发光。这意味着控制扭转方向即可调节光学性质，这种切换效果在零下 90 摄氏度时最明显，升温到室温后逐渐减弱。这是首次在石墨烯纳米带中实现可切换的圆偏振发光，未来有望用于光学开关、化学传感器与自旋电子器件等领域。

编辑：刘宁