原则上,设计和合成几乎任何种类的胶体晶体,都是可能的。尽管如此,胶体准晶的刻意和合理形成,一直难以实现。
近日,美国 西北大学(Northwestern University)Wenjie Zhou, Haixin Lin(共同一作), Chad A. Mirkin等,密西根大学(University of Michigan)Yein Lim(共同一作), Sangmin Lee,Sharon C. Glotzer等,在Nature Materials上发文,报道了胶体准晶的组装,主要利用纳米级十面体的几何结构,以及固定在其晶面上的DNA可编程键合特性。该组装过程是焓驱动的,在颗粒大小和DNA长度的范围内起作用,并且通过系统的能量偏好,使DNA双链体形成最大化,并有利于晶面排列,从而产生了局部五-和六-配位基序。这类轴向结构可定义为具有菱形缺陷的正方形-三角形镶嵌和连续性平均准周期层,并且还表现出堆叠无序,这提供了热力学稳定性所必需的熵。总之,在可编程物质的精心设计中,这一研究建立了工程里程碑之一。Colloidal quasicrystals engineered with DNA.图1:十二方准晶dodecagonal quasicrystals,DDQCs和十面体纳米粒子的三斜晶体结构模型。
图2:基于十面体纳米粒子nanoparticles,NP组装的实验和模拟结构。
图3:十二方准晶DDQC的全局序分析。
图4:十二方准晶DDQCs的局部序分析。
Zhou, W., Lim, Y., Lin, H. et al. Colloidal quasicrystals engineered with DNA. Nat. Mater. (2023). https://doi.org/10.1038/s41563-023-01706-xhttps://www.nature.com/articles/s41563-023-01706-x声明:仅代表译者个人观点,小编水平有限,如有不当之处,请在下方留言指正!