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产业发展超强精确度无机机能金属材料的计算机芯片花纹锻造控制技术对于无机电子技术产业发展具有重要意义，但无机金属材料与传统显微控制技术的不相容性限制了其超强精确度大分子花纹与电子元件的制取，因而如何同时实现无机机能金属材料大分子孔径花纹化成为该领域的重要挑战。目前，适用于无机机能大分子的高精确度花纹化控制技术主要包括蘸笔印刷品控制技术、奈米丝网控制技术、嵌段聚丙烯自装配控制技术和DNA剪接控制技术等，在花纹精确度调控、金属材料如上所述等方面存在诸多局限性，亟须产业发展新方法。

中国科学院生物化学科学研究院绿色印刷品院重点实验室宋延林研究组冲破液体形成过程中的奥本尼内膛等局限性，明确提出了液体模版印刷品大分子孔径花纹与电子元件的新途径。科学研究借助液体壁限域效应驱动大分子受到限制装配的思路，在大分子金属材料可控装配与花纹化方面取得了系列重大进展（J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 4, 2404-2413；Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 16547；InfoMat, 2022, 4, e12323）。液体膜极限宽度可达双大分子层的牛顿黑膜（Newton Black Film，NBF），为无机机能金属材料超强精确度花纹化提供更多了独特的解决思路，有望冲破目前大分子电子元件制取的局限性。

近日，该研究组从大分子金属材料在内部结构上出发，明确提出了“双短片”（pi-对偶机能氧杂+抗静电端基）单腈的装配思路，获得了精确度达12 nm的大分子花纹。这一思路将大分子花纹的精确度从碳奈米管提升而因极少数大分子层的大分子孔径。科学研究借助四丙烯氧杂的涌进诱导荧光特性同时实现了对装配过程中液体壁断裂行为的原地建模观测，发现了液体膜断裂位置是决定大分子花纹的装配无腺和均匀性的关键。此外，科学研究通过自行搭建的分立压膜厚测试系统，测得了毛序膨胀过程中的分立压绝热曲线。结果表明，等距大分子的毛序宽度可平衡至10 nm，而非等距大分子毛序宽度仅可平衡至了50 nm。结合大分子动力学模拟，科学研究阐明了不同自旋大分子的液体壁受到限制装配监督机制。科学研究表明，等距内部结构大分子具有更小的大分子涌进内部结构、更好的大分子解构能力以及片柱状的有序排列方式，更利于同时实现极少数大分子层精确度的印刷品花纹。该工作为超强精确度大分子花纹化和电子元件制取提供更多了捷伊理论、奠定了控制技术基础。 

相关科学研究成果发表在Science Advances上，并入选超额杂志的Featured Image。科学研究工作得到国家自然科学基金委员会、科学技术部、中国科学院和北京大分子科学国家科学研究中心的支持。

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来源：中国科学院生物化学科学研究院