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图片来源：RANDY MONTOYA
在制造纳米级膜的工程师中，空气分离是圣杯；其主要成分氧气和氮气的大小仅相差 0.02 纳米。“人们会喜欢一种可以分离氧气和氮气的过滤器，”桑迪亚国家实验室的高级科学家、新墨西哥大学教授杰夫·布林克说。“工业家已投入数亿美元来做到这一点。” 布林克很幸运，看来他已经提出了可以让人们做到这一点的膜。他的最新成果——布林克团队在Nature杂志上发表的四篇早期论文的后续——发表在 10 月 6 日出版的Science杂志上。
布林克和他的同事们创造了一种实际上可调的过滤器：一种自组装的二氧化硅薄膜，其孔隙排列成蜂窝状结构，当暴露于紫外线时，孔隙大小会发生变化。这种材料看似神奇之处来自于光酸分子，这些分子通常会自组装并卡入均匀的纳米级结构。然而，当暴露在光线下时，它们会分解并形成酸，从而凝固附近的二氧化硅。更多的光意味着更多的酸，更多的凝固和更小的孔径。“使用光来改变孔径是一种纳米结构工程，”布林克说。“除了创建传统光刻技术实现的整体图案外，这种光刻技术还可以帮助我们定义薄膜在纳米尺度上的内部结构。即使我们创建的整体形状处于纳米结构范围的高端，光也会影响纳米世界核心的孔径大小和连通性。”