螺纹附件：拍摄和检查单个原子的链

如今，在电子和催化等各个领域中许多经过深入研究的材料已接近达到其实际极限。 为了进一步改善现代技术并超越最新设备，寻找新功能材料的研究人员必须突破界限，探索更多极端情况。 一个明显的例子是对低维材料的研究，例如单层（二维材料）和单原子链（一维材料）。

一次又一次地证明，低尺寸材料表现出其3D对应物所没有的奇怪特性。 例如，诸如金和铂（Pt）之类的金属的单原子链可以证明某些量子现象（例如磁系统或热传递）的贡献，并且可以找到实际应用的方式。 但是，从实验上很难观察到五个或更少原子的单原子链中发生了什么，并且单原子键的机械性能仍然难以捉摸。

为了解决这个问题，由日本日本科学技术高等研究院（JAIST）的大岛佳史教授带领的研究小组在一种有前途的新技术中发挥了先锋作用，该新技术用于测量单个原子键的强度。 他们的最新研究是 发表于NanoLiters 他们介绍了他们的策略，除了金泽大学的Arai教授，国际高等学校的Tosati教授之外，JAIST研究人员（Chang博士，Ishizuka博士，Tomitori教授，Mizuno教授和Hongo教授）也参加了该策略。 （SISSA）和Abdus Salam国际理论物理中心（ICTP）。

大岛将这项新技术称为“纳米机械显微镜法”，它将透射电子显微镜（TEM）与石英长度扩展谐振器（LER）结合在一起。 TEM是一种被广泛使用的成像技术，具有极高的空间分辨率-足以形成单个原子-而LER是一种可以以极小幅度振动的设备，其振幅可达几万亿分之一米，并且可以用作力传感器。

研究人员设计了一种实验装置，其中将一个小的Pt结拉伸至绝对断裂点，也就是说，当两个Pt条连接到一个由2至5个原子组成的单原子链上时。 通过仔细地对准TEM中的碎片，他们实时观察了单原子Pt链的形成和断裂。 此外，使用LER石英，他们测量了整个链的电导率及其刚度，从而成功地计算出各个Pt键的强度。 “我们发现，Pt单原子链中的25 N / m的键合强度显着提高，尤其是与通常在散装Pt晶体中发现的20 N / m相比，” Zhang说道。 “此外，这些单原子键可拉伸至其正常距离的24％左右，与之形成鲜明对比的是，铂原子之间的键可被大量拉伸的比例为5％。”

研究结果证明了这项新技术在探测单原子链键方面的潜力，这可能会导致人们对低维界面或材料表面有更好的了解。 大岛强调：“我们的方法除了可以阐明表面或表面纳米力学方面的纳米级现象外，还可以大大有助于先进材料和催化剂的设计。” 相反，更先进的材料以及对它们表面性质的更好理解无疑将推动电子，化学和纳米技术领域的发展，从而为创新和可持续的设计铺平道路。

在纳米材料科学中，“用线悬挂”一词很有可能很快会具有更积极的意义！