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探索未知的新材料
无论是在制造智能手机、太阳能电池板还是电视时，导电材料都是不可或缺的元素。
历史上，金属——如铜、金、铝等，一直是最主要、也是最古老的导电材料。近半个世纪前，科学家们通过“掺杂”这一化学处理手段，成功制造出了由有机材料构成的导体。
虽然这类材料在柔韧性和加工性上表现优异，但稳定性却成为其发展的瓶颈。一旦在湿度过高或温度极端的环境中，其导电性能可能会受到影响。
无论是传统的金属导体还是新兴的有机导体，它们都有一个共同点：都是由排列整齐的原子或分子构成。这就像高速公路上的车辆顺畅流动。长久以来，科学家们认为，只有具备这种有序排列的材料才能有效导电。
研究人员开始尝试探索那些被忽视的材料。他们将镍原子巧妙地串入由碳和硫构成的分子珠链中，并进行了实验。
材料结构图：绿色的镍原子、灰色的碳原子和的硫原子。（图／Xie et al.）
令人惊讶的是，这种新材料展现出了惊人的导电能力。更重要的是，它的稳定性超乎想象。经过多次加热、冷却、在不同环境下的测试，它依然毫无问题。
而更令人着迷的是，这种材料的分子结构看似杂乱无章。从基础理论来看，这样的结构似乎不应该具有金属的导电性。目前，还没有坚实的理论能够解释这一现象。
为了理解这种材料的导电机制，研究人员进行了测试、模拟和深入研究。他们发现，这种材料实际上是由多层结构组成。简单来说，就像千层面中的薄片层层叠加。即使这些薄片侧向旋转，不再规整如一，只要有接触点，电子仍能水平或垂直移动。
材料层次结构示意图。（图／Xie et al.）
这一发现对于导电材料来说可谓是性的。它可以像导电橡皮泥一样，只要放在合适的位置，就能发挥导电作用。
无限的应用可能性
科学家们相信，这一发现可能引领一场技术。创新往往始于新材料的发现。
从理论上讲，这一发现为设计新型材料开辟了道路。这类材料不仅导电良好、易于成型，而且在日常环境中也能保持稳定。这为关键技术材料提供了新的可能性。这一发现为电子技术带来了根本性的新设计思路。
这种材料的加工方式也令人眼前一亮。它可以在室温下制造，并有望用于承受热、酸、碱或潮湿的环境。研究人员正在探索这种材料的不同形式和功能。
参考链接：芝加哥大学科学家发现新型导电材料
封面图&首图：Frank Wegloski作品