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   靜電紡絲技術

   靜電紡絲是目前加工多聚物的一種主要技術，給多聚物溶液施加大電場，以此生成微細的納米纖維。而新研究首次將這種技術用在了四針量子點上。埃利維薩托斯說：“靜電紡絲工藝讓我們能把大量的四針量子點——可達到總重量的20%——紡入纖維，而對多聚纖維主體的力學性質影響甚微。”

   兩年前研究小組用四針量子點做應力探測器時，用的是擴散式技術。而靜電紡絲工藝讓多聚纖維與量子點更緊密地結合在一起，四針量子點含量也更高。“我們還用傳統的拉伸測試儀對所有類型的多聚纖維進行了檢測。”論文領導作者拉亞說，“四針量子點改變了纖維的成分，使它不再是純凈的聚乳酸，而是一種混合物——我們發現混合物的機械性能和未混合前相比只有很小的改變。”

   四針量子點是一種非擾動式探測，可在不對纖維造成損害的情況下進行應力檢測。論文合著者奧森說：“開發新型多聚納米材料的一個最大優點就是，用四針量子點來監控應力，能在纖維斷裂之前就看到它是怎么隨力量變化而變化的。此外，四針量子點還有助于開發出新的智能材料，幫人們區別一種材料本來就沒有所需的納米粒子的性質，還是由于超出了正常使用范圍過度變形而無法表現出那些性質。”

   智能纖維應用廣泛

   由于這些獨特的性質，多聚納米纖維還能作為四針量子點探測器，為諸多生物、成像技術以及材料工程領域提供廣泛的應用。

   在生物學應用方面，四針量子點能反應出納牛頓的應力，這個級別是活細胞在體內運動所產生的力度，比如癌細胞在轉移時施加于細胞外基質的力，其他還有成纖維細胞修復傷口、心肌細胞跳動等產生的力。

   “所有這些細胞產生的力都在納牛頓范圍，要檢測出來是極為困難的。”拉亞說，“現在研究還只是初步階段，我們已經證明把心肌細胞放在一層四針量子點上使其跳動，在心肌細胞跳動的位置會顯出熒光顏色的改變。這可以擴展到更多生物學相關的環境中，研究化療和藥物治療癌細胞擴散的效果。”

   其他潛在應用還包括用四針量子點制造智能多聚納米材料，這種智能材料能感知自己的斷裂或將要斷裂，并能作出反應提高自身強度。

   “利用這種技術，我們把光學傳感和納米復合材料的機械可調性這兩個領域結合在了一起。”拉亞說，“由于四針量子點的強度是極高的，比普通多聚物的強度要高幾個數量級，最終它們可用來制造更強韌的、能自我監控顯示的界面。”