当今，化学家和工程师们对一种叫做“胶体纳米晶”的微小纳米粒子岛所支持的纳米技术非常感兴趣。它们可以由大量且无毒的材料制成，并且可以容易地调整其许多不同的特性作为它的尺寸函数。根据它们的构造方式，胶体纳米晶可以制成太阳能电池板、电子器件或光学设备。但所有这些应用都建立在纳米晶体为电子提供良好运行环境的基础上。

一项新的研究研究了应用在太阳能电池板、光电器件中的纳米颗粒的无机连接。（图像：Peter Allen）

发表在《Nature Nanotechnology 》上的一项新研究(“全无机纳米晶固体的表面化学和埋置界面”)有助于弥补科学家们试图利用纳米晶来设计更好的电子和光电器件的缺陷。根据芝加哥大学、阿贡国家实验室和马克斯普朗克铁研究所的科学家的研究，纳米颗粒之间的无机连接在纳米颗粒的表面发生了改变和重组。

研究小组专注于纳米颗粒之间的联系。起初，科学家用有机分子来连接它们，但是这些有机分子往往会阻碍电子的运动。近期的实验发现用无机分子代替有机分子连接的效果更好，但没有人能确定其原因。该项研究的合著者Giulia Galli说：“我们从来没有一个原子模型来描述这些无机连接物的行为。”Giulia Galli是芝加哥大学(University of Chicago)的Liew家族分子工程学教授、化学教授、阿贡(Argonne)的资深科学家。

Galli与同事Dmitri Talapin和Stefan Wippermann合作一起探索用这些由无机分子连接制成的纳米晶体的结构。Dmitri Talapin 是路易斯区杰出化学服务教授和阿贡的科学家， Stefan Wippermann是马克斯普朗克研究所的组长。

通过理论和实验的结合，这个团队苦苦思索采用各种各样的办法。结果表明，连接分子在它们附着的地方发生反应形成一种胶，从而影响纳米颗粒的性质。Galli说:“我们不应该把每一种物质都看成是独立的，而是应该把整个物质看成是一种复杂的纳米材料。这和我们之前所想的完全不同。”

这项研究的发起者Wippermann说:“纳米颗粒结构性质的完整模型应该能帮助科学家和工程师们设计出如他们所想的更好、更无毒的电子产品、太阳能电池板等材料。”

Talapin说：“在这项研究中开发的计算机器非常独特，应该适用于结晶和无定形组分的各种纳米结构材料中。”