美用有機(jī)分子創(chuàng)建新型鐵電性晶體材料

美國(guó)西北大學(xué)一個(gè)研究小組利用兩個(gè)小有機(jī)分子之間的*吸引力，創(chuàng)建出具有鐵電性理想特性的長(zhǎng)晶體，這種材料具有很強(qiáng)的記憶力，未來(lái)有望成為低廉易制的計(jì)算機(jī)和手機(jī)內(nèi)存應(yīng)用程序（包括云計(jì)算）的應(yīng)用材料。該研究成果發(fā)表在一期《自然》雜志上。

　　常規(guī)的鐵電材料聚合物和陶瓷材料的特殊品種生產(chǎn)起來(lái)復(fù)雜而昂貴。而新型化合物簡(jiǎn)易且成本低廉，可快速靈活地制作成重量輕、具有擴(kuò)展性新型電子材料，包括計(jì)算機(jī)內(nèi)存、感測(cè)裝置、太陽(yáng)能系統(tǒng)和納米電子設(shè)備。

　　新型超分子晶體材料的特性不是來(lái)自于分子本身，而是源于兩個(gè)有機(jī)小分子之間多次重復(fù)的特殊交替互動(dòng)，促使它們自組裝成有序的網(wǎng)絡(luò)。在室溫而非以前低于液氮的溫度下，兩個(gè)互補(bǔ)的分子在電子的作用下相互吸引，緊緊并攏形成很長(zhǎng)的晶體。這種晶體是基于苯四甲酸二酰亞胺和萘、芘、四硫富瓦烯衍生物受體的復(fù)合物，以氫鍵為基礎(chǔ)形成高度有序的3D網(wǎng)絡(luò)。

　　化學(xué)、材料科學(xué)與工程教授塞繆爾·斯特普說(shuō)，新發(fā)現(xiàn)將作為設(shè)計(jì)鐵電性材料的新指導(dǎo)方式。這種分子設(shè)計(jì)，使我們可以發(fā)明一個(gè)幾乎是無(wú)窮大的鐵電材料庫(kù)。鐵電性材料具有自發(fā)極化，可以在外加電場(chǎng)的作用下發(fā)生極性反轉(zhuǎn)，這兩個(gè)可能的方向，吸引研究人員將該材料開(kāi)發(fā)成計(jì)算機(jī)內(nèi)存：因?yàn)橐粋€(gè)特定方向可以對(duì)應(yīng)于1，而另一個(gè)則對(duì)應(yīng)0。

　　該大學(xué)溫伯格學(xué)院藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院化學(xué)教授弗雷澤·斯圖達(dá)特爵士則認(rèn)為，新創(chuàng)建材料的行為是復(fù)雜的，但超晶格結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，特別有助于解決云計(jì)算非常昂貴的維修費(fèi)。

　　Facebook、Google、基于Web的電子郵件和其他服務(wù)都依靠易失性存儲(chǔ)器將信息存儲(chǔ)在云中。當(dāng)電源關(guān)閉，易失性存儲(chǔ)器就會(huì)“忘記”其保存的信息，故而電源要保持不斷。如果采用新型鐵電性材料開(kāi)發(fā)出非易失性存儲(chǔ)器，即使電源關(guān)閉時(shí)，仍可保留信息。預(yù)計(jì)如果在美國(guó)云計(jì)算和電子設(shè)備中操作非易失性存儲(chǔ)器，每年電力成本將節(jié)省60億美元。

 美用有機(jī)分子創(chuàng)建新型鐵電性晶體材料