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小木蟲論壇-學術科研互動平臺 » 材料區(qū) » 晶體 » 綜合其他 » 新方法可制造自然界沒有的全新晶體
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新方法可制造自然界沒有的全新晶體 已有6人參與
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新方法可制造自然界沒有的全新晶體 發(fā)布時間： 2011-10-15 | 作者：常麗君 http://www.stdaily.com 2011年10月15日 來源： 科技日報 作者： 常麗君 本報訊（記者常麗君）據(jù)美國物理學家組織網(wǎng)10月14日（北京時間）報道，美國西北大學開發(fā)出一種新方法，將納米粒子作為“原子”，DNA（脫氧核糖核酸）作為“化學鍵”，按照某些自然界晶體中的原子晶格方式來制造晶體，能制出甚至原先在自然界沒有的全新晶體。按照該方法和基本設計規(guī)則，人們可能造出多種新材料，用于催化劑、電子設備、光學設備、生物醫(yī)學和發(fā)電、儲存及轉(zhuǎn)化技術等領域。該研究發(fā)表在10月14日的《科學》雜志上。 “我們能控制結(jié)晶的模式，這在許多方面比自然界和實驗室的原子結(jié)晶方式更加強有力。”領導該項研究的西北大學國際納米技術研究院主管、溫伯格文理學院化學教授乍得·米爾金說，“我們正在編制一張新的晶體種類周期表。按照設計規(guī)則，用納米粒子作為‘人造原子’，通過控制納米粒子的大小、形狀、類型及其在既定晶格中的位置，改變DNA的長度，就產(chǎn)生了幾乎無限的可調(diào)性。我們能制造出全新的材料，超出自然界所限定的那些晶體�！� 研究人員解釋說，用不同大小的納米粒子和不同長度的DNA鏈組合，就能形成各種各樣的晶體結(jié)構。經(jīng)過混合和加熱，組裝的粒子從最初的無序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N有序狀態(tài)，每個粒子都按照晶格結(jié)構固定在各自的位置。他們在論文中提出了6種設計規(guī)則，在粒子大小和DNA長度已知時，能預測不同晶體結(jié)構的相對穩(wěn)定性，并按照規(guī)則設計了41種晶體結(jié)構，表現(xiàn)出9種完全不同的晶體對稱性。 研究人員指出，設計規(guī)則提供了一種能獨立調(diào)節(jié)每個相關晶體參數(shù)的方法，包括粒子大小（5—60納米）、晶體對稱性和晶格參數(shù)（20—150納米），這41種晶體只是很小一部分樣品。該方法也適用于各種化學成分的納米粒子，粒子類型和其結(jié)構對稱性決定著晶體的性質(zhì)。在開發(fā)新材料方面，該方法提供了一種預測和控制材料物理性質(zhì)的理想手段。 米爾金認為，很快還將出現(xiàn)一種軟件，幫助科學家挑選粒子和DNA，按照需要制造出幾乎任意結(jié)構的晶體材料。 總編輯圈點 早在老祖宗曬制海鹽時，人工制備晶體就已不是什么新鮮事。然而正如石墨、鉆石兩種晶體所揭示的，內(nèi)部結(jié)構的些許差異，就可能讓晶體的物理、化學性質(zhì)截然不同。也正因為如此，科學家一直對如何控制晶體生長方式的熱情毫不消減。與過去眾多的控制手段相比，美國科學家的這項新發(fā)現(xiàn)似乎有些畢其功于一役的意味：既能提前預測晶體的生長結(jié)果，又有無限多種晶格結(jié)構可供選擇，要定制一款特殊結(jié)構的晶體還是難事嗎？ (科技日報) 責編：朱芙蓉 本篇文章來源于 科技網(wǎng)|www.stdaily.com 原文鏈接：http://www.stdaily.com/kjrb/content/2011-10/15/content_356778.htm |
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lijunjie84
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