相關(guān)論文最近發(fā)表在《自然-納米技術(shù)》上。研究人員表示，這個(gè)過程是完全自動(dòng)化的，你可以對其進(jìn)行編程，然后走開。以前，如果你想嘗試10 種不同的材料排列，這一切都需要手工完成，這需要花費(fèi)數(shù)周的時(shí)間?，F(xiàn)在一個(gè)小時(shí)內(nèi)就可以完成。他們希望通過減少繁瑣的勞動(dòng)，在這個(gè)令人興奮的領(lǐng)域開辟新的探索路線。

二維材料領(lǐng)域涉及堆疊薄片，每個(gè)薄片只有幾個(gè)原子厚。當(dāng)層如此薄時(shí)，即使是普通材料也常常會(huì)產(chǎn)生令人驚訝的新行為。例如，當(dāng)兩層材料以“魔”角垂直堆疊時(shí)，碳突然表現(xiàn)出超導(dǎo)性，即完美導(dǎo)電的能力。科學(xué)家們對將不同種類的二維材料堆疊在一起特別感興趣。如果你能在控制晶體取向的同時(shí)將這些層堆疊起來，你就能得到一些非常漂亮的新物理，因?yàn)閷又g的相互作用已經(jīng)被修改了。

然而，發(fā)現(xiàn)過程是有限且緩慢的，因?yàn)榭茖W(xué)家必須首先煞費(fèi)苦心地組裝這些組合并一一測試它們。芝加哥大學(xué)的科學(xué)家們著手解決這個(gè)問題。在納米材料專家Jiwoong Park 教授的領(lǐng)導(dǎo)下，該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種方法來制造復(fù)雜的原子薄片，將它們剝離，然后將它們堆疊在一起?，F(xiàn)在他們需要一種方法來自動(dòng)化這個(gè)過程。

他們想要?jiǎng)?chuàng)建一種微型裝配線，但制造過程的每個(gè)組件都有自己的挑戰(zhàn)。首先，科學(xué)家們必須找到一種方法，將板材精確地切割成他們想要的形狀，而在不破壞或損壞板材的情況下，很難干凈利落地切割板材。通過實(shí)驗(yàn)，他們發(fā)現(xiàn)了一種可以以非常高的精度實(shí)現(xiàn)大面積圖案且不會(huì)污染材料的技術(shù)。

下一個(gè)挑戰(zhàn)是制造一個(gè)可以操縱這些極其脆弱的薄片的機(jī)器人，這需要找到一種足夠精確的聚合物來拾取薄片，但也能夠?qū)⑵湓俅畏畔拢p輕地將其放置在準(zhǔn)確的位置。地點(diǎn)。他們發(fā)明了一種由柔軟聚合物制成的“手”，當(dāng)暴露在熱或紫外線下時(shí)，它會(huì)分解。一旦紙張被準(zhǔn)確定位，手就會(huì)消失，紙張就會(huì)落入到位。

借助該系統(tǒng)，科學(xué)家現(xiàn)在可以對裝配線進(jìn)行編程，以制造具有數(shù)十個(gè)不同層的材料結(jié)構(gòu)，并在幾分鐘內(nèi)返回，準(zhǔn)備測試成品樣品。該系統(tǒng)不僅極其精確，還提供廣泛的定制選項(xiàng)，包括以不同角度旋轉(zhuǎn)每個(gè)連續(xù)切片的令人羨慕的能力。