铜和碳原子链可能是最细的金属线

洛桑联邦理工学院材料理论与模拟实验室(NCCR MARVEL 的一部分)的研究人员使用计算方法来识别可能最细的金属线，以及其他几种具有对许多应用可能有用的特性的一维材料。

单维(或 1-D)材料是纳米技术最吸引人的产品之一，由排列成线状或管状的原子构成。它们的电、磁和光学特性使其成为从微电子到生物传感器再到催化等应用的绝佳候选材料。

虽然碳纳米管是迄今为止最受关注的材料，但事实证明它们非常难以制造和控制，因此科学家们迫切希望找到其他化合物，用于制造具有同样有趣特性但更易于处理的纳米线和纳米管。

因此，Chiara Cignarella、Davide Campi 和 Nicola Marzari 考虑使用计算机模拟来解析已知的三维晶体，寻找那些基于其结构和电子特性看起来很容易“剥离”的晶体，本质上就是从它们身上剥离出稳定的一维结构。同样的方法在过去曾被成功用于研究二维材料，但这是首次应用于一维材料。

研究人员从文献中各种数据库中收集的 78 万多颗晶体开始，这些晶体由范德华力结合在一起，范德华力是一种弱相互作用，当原子距离足够近，电子可以重叠时就会发生这种相互作用。然后，他们应用了一种算法，该算法考虑了原子的空间组织，寻找包含线状结构的原子，并计算出将该一维结构与晶体的其余部分分离所需的能量。

“我们专门寻找金属线，这应该很难找到，因为一维金属原则上不够稳定，不足以允许剥离，”该论文的第一作者 Cignarella 说。

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